Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Химическая коррозия — это разрушение металла при взаимодействии с агрессивной средой без участия электролита и без переноса электрического тока. Самый распространённый случай — газовая коррозия при нагреве с образованием окалины. Стойкость к ней характеризуется свойством, которое называют жаростойкостью.
В терминологии науки о коррозии химическая коррозия это процесс окисления металла в среде, не проводящей электрический ток: сухих газах при высокой температуре, расплавах солей, неэлектролитных органических жидкостях. Реакция идёт по обычным законам гетерогенной химии без разделения на анодные и катодные участки.
В отличие от электрохимической коррозии, скорость определяется не разностью потенциалов, а термодинамикой и кинетикой химического взаимодействия металл–окислитель. Главный практический случай — газовая коррозия в воздухе, продуктах сгорания, водяном паре, CO₂ и SO₂ при температурах выше 200–300 °C.
Ключевые признаки химической коррозии: отсутствие электролита; равномерное распределение продуктов реакции по поверхности; кинетика определяется диффузией через слой оксидной плёнки.
Процесс развивается в несколько стадий: адсорбция кислорода на поверхности металла, химическая реакция с образованием оксида, рост оксидной плёнки и её разрушение.
Возможность плёнки тормозить дальнейшее окисление оценивает коэффициент Пиллинга-Бедвортса (PBR): PBR = Vоксида / Vметалла. По его значению металлы делят на три группы.
В зависимости от свойств плёнки рост окалины подчиняется одному из трёх законов:
По типу агрессивной среды и условиям выделяют несколько подвидов.
Основной случай — окисление при высоких температурах в кислороде, водяном паре, продуктах сгорания. Встречается в печах, котлах, газотурбинных установках, выпускных коллекторах двигателей.
Реакция металла с H₂S при нагреве с образованием сульфидов (FeS, NiS). Характерна для оборудования нефтепереработки, особенно при температурах 260–540 °C — так называемая высокотемпературная сернистая коррозия по кривым МакКонэми.
Воздействие CO/CO₂ или углеводородов при высоких температурах с насыщением поверхности углеродом. Может приводить к разрушению стали через металл-пыление (metal dusting).
Высокотемпературное взаимодействие водорода с углеродом стали (диссоциация Fe₃C) при p_H₂ > 1 МПа и T > 200 °C. Регламентируется кривыми Нельсона.
В нефти, бензине, спиртах, расплавах серы и солей при нагреве. Скорость обычно ниже газовой, но критична для отдельных конструкций.
При окислении стали в воздухе формируется многослойная окалина из трёх оксидов с разным соотношением кислорода и железа.
Важно: ниже 570 °C окалина состоит только из Fe₃O₄ и Fe₂O₃ и является относительно плотной. Выше 570 °C появляется вюстит — рыхлый, нестехиометричный оксид с высокой проводимостью катионов; скорость окисления резко возрастает.
Жаростойкость — способность металла сопротивляться химической коррозии в газовой среде при высоких температурах. Не путать с жаропрочностью, которая означает сопротивление ползучести.
Повышение жаростойкости достигается легированием элементами, образующими плотные защитные оксиды:
Типовые жаростойкие сплавы: 15Х5М (до 600 °C), 12Х18Н10Т (до 800 °C на воздухе), 20Х23Н18 и 20Х25Н20С2 (до 1050 °C), нихромы Х20Н80 и Х15Н60 (до 1100 °C в нагревателях).
Оценку проводят по нескольким методикам.
Вывод. Химическая коррозия — окисление металла без участия электролита, чаще всего проявляющееся как газовая коррозия с образованием окалины. Защитность плёнки определяет коэффициент Пиллинга-Бедвортса, скорость роста — кинетический закон (линейный, параболический или логарифмический). Для деталей, работающих при высоких температурах, выбирают жаростойкие стали с хромом, алюминием и кремнием, а контроль ведут по ГОСТ 6130-71 и термогравиметрическим методикам.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.