Коррозия — это тихий и неумолимый процесс разрушения металла под воздействием окружающей среды. Ежегодно она наносит глобальный экономический ущерб, исчисляемый миллиардами долларов. Но знание — сила. Понимая виды и механизмы коррозии, мы можем эффективно защитить конструкции, оборудование и бытовые предметы, значительно продлив их срок службы.
Основные виды коррозии
Коррозию классифицируют по механизму протекания и внешним признакам.
1. Химическая коррозия
Происходит в средах, не проводящих электрический ток (сухие газы, жидкости-неэлектролиты). Классический пример — окалина, образующаяся на стали при высоких температурах под воздействием кислорода.
2. Электрохимическая коррозия
Это самый распространенный тип разрушения металлов. Для его протекания необходимы:
- Электролит (любая влажная среда: вода, почва, конденсат).
- Анод и катод (участки с разным электрохимическим потенциалом на поверхности металла или двух разных металлов).
На аноде металл окисляется и переходит в раствор (разрушается), а на катоде происходит восстановление элементов среды (например, кислорода). Именно этот тип коррозии мы наблюдаем в виде ржавчины на железе.
Электрохимическая коррозия имеет несколько опасных «лиц»:
Равномерная (сплошная) коррозия
Равномерное разрушение по всей поверхности. Хотя она предсказуема и ее легко контролировать, приводит к значительным потерям металла.
Локальная (местная) коррозия
- Гораздо более опасный вид, так как разрушение концентрируется на небольших участках, что может привести к внезапным отказам конструкций.
- Питтинговая (точечная): образование глубоких язв и точек («питтингов»). Характерна для нержавеющих стаей в средах с хлоридами.
- Щелевая: Протекает в зазорах, под прокладками, в резьбовых соединениях — там, где доступ кислорода затруднен.
- Межкристаллитная: самая коварная. Разрушение идет по границам кристаллов (зерен) металла, внешне не всегда заметно, но резко снижает прочность. Часто возникает в нержавеющих сталях после неправильной термообработки.
- Коррозионное растрескивание: сочетание воздействия коррозионной среды и механических напряжений, приводящее к появлению трещин.
Контактная (гальваническая) коррозия
Возникает при контакте двух разных металлов в электролите. Более «активный» металл (например, алюминий или цинк) становится анодом и разрушается, защищая тем более «благородный» металл (например, медь или нержавейку).
Способы защиты от коррозии металла
Современные методы защиты можно разделить на три большие группы.
Активные методы (повышение коррозионной стойкости самого металла)
Легирование: добавление в сталь хрома (Cr), никеля (Ni), молибдена (Mo) для создания нержавеющих сталей. Хром образует на поверхности плотную оксидную пленку, пассивирующую металл.
Ингибиторы коррозии: специальные вещества, которые, добавляясь в небольших количествах в агрессивную среду (например, в теплоноситель), замедляют процесс разрушения.
Электрохимическая защита:
- Протекторная защита: к защищаемой конструкции (например, к корпусу судна или подземному трубопроводу) присоединяют кусок более активного металла («жертвенный анод» из цинка, магния или алюминия). Разрушается именно этот анод.
- Катодная защита: конструкция подключается к отрицательному полюсу внешнего источника тока, искусственно смещая ее потенциал в катодную область, где растворение металла невозможно.
Пассивные методы (создание барьера между металлом и средой)
Лакокрасочные покрытия: самый распространенный и доступный способ. Включает грунты (часто с ингибирующими пигментами) и финишные эмали. Для долговечности критически важна предварительная подготовка поверхности (очистка, обезжиривание, абразивоструйная обработка).
Порошковые покрытия: напыление сухого полимерного порошка с последующей полимеризацией в печи. Образует исключительно прочное, однородное и стойкое покрытие без швов.
Металлические покрытия:
- Анодные (цинк, алюминий). Защищают и барьерно, и электрохимически (протекторно). Оцинковка — яркий пример.
- Катодные (никель, хром, олово). Защищают только барьерно. Опасность в том, что при повреждении покрытия коррозии будет подвержен именно основной, более активный металл.
Неметаллические покрытия: резина, пластики, эпоксидные смолы.
Конструктивные и эксплуатационные меры
- Проектирование: избегать зазоров и щелей, обеспечивать сток влаги, правильно подбирать пары контактирующих металлов.
- Сушка воздуха и поддержание климата: снижение влажности в помещении резко замедляет электрохимическую коррозию.
- Регулярная очистка и техобслуживание.
Борьба с коррозией — это комплексный подход. Не существует универсального решения на все случаи жизни. Выбор метода защиты зависит от типа металла, условий его эксплуатации (атмосфера, вода, химикаты), требуемого срока службы и экономической целесообразности.
Грамотное применение защитных мер — от правильного проектирования и выбора материала до нанесения современных покрытий — позволяет не просто бороться с последствиями, а предотвращать саму возможность разрушения, сохраняя функциональность и ценность металлических изделий на десятилетия.