Виды коррозии металлов: классификация и диагностика
Навигация по таблицам
| Признак классификации | Тип коррозии | Характеристика | Нормативная база |
|---|---|---|---|
| По механизму | Химическая | Взаимодействие с неэлектролитами без тока в цепи | ГОСТ 9.106-2021 |
| Электрохимическая | Разрушение в электролите с анодным и катодным процессами | ГОСТ 9.106-2021 | |
| По характеру разрушения | Сплошная равномерная | Поражение всей поверхности с одинаковой скоростью | ГОСТ 9.908-85 |
| Питтинговая | Точечные язвы в пассивном слое, глубокое локальное поражение | ГОСТ 9.908-85 | |
| Межкристаллитная | Разрушение по границам зерен без видимых внешних изменений | ГОСТ 9.908-85 | |
| Щелевая | Локальное поражение в застойных зонах и зазорах | ГОСТ 9.908-85 | |
| Коррозия пятнами | Неравномерное разрушение отдельных участков | ГОСТ 9.908-85 | |
| Расслаивающая | Распространение вдоль границ слоев прокатанного металла | ГОСТ 9.908-85 | |
| По условиям протекания | Атмосферная | Воздействие влаги и агрессивных газов атмосферы | ГОСТ ISO 9223-2017 |
| Почвенная | Разрушение в грунте под воздействием электролитов | ГОСТ 9.602-2016 | |
| Жидкостная | Коррозия в растворах кислот, щелочей, солей | ГОСТ 9.908-85 | |
| Газовая | Высокотемпературное окисление в газовых средах | ГОСТ 9.908-85 |
| Тип разрушения | Электрохимический процесс | Факторы активации | Применение в химпроизводстве |
|---|---|---|---|
| Электрохимическая общая | Анод: окисление металла (Me→Men++ne-). Катод: восстановление деполяризаторов | Электропроводность среды, разность потенциалов микроучастков | Реакторы, трубопроводы, теплообменники |
| Питтинговая | Анод - дно питтинга, катод - пассивная поверхность. Подкисление в питтинге | Хлориды (Cl-), бромиды, йодиды. Разрыв пассивного слоя | Аппараты с хлорсодержащими средами, морская вода |
| Межкристаллитная | Избирательное растворение границ зерен с обеднением легирующими элементами | Термообработка, сварка. Выделение карбидов хрома | Сварные соединения аппаратов из нержавеющих сталей |
| Щелевая | Дефицит кислорода в щели. Анод - щель, катод - открытая поверхность | Застойные зоны, фланцевые соединения, прокладки | Фланцы, уплотнения, резьбовые соединения |
| Коррозионное растрескивание | Совместное действие коррозии и механических напряжений | Растягивающие напряжения, агрессивная среда (H₂S, Cl-) | Сосуды под давлением, аппараты с сероводородом |
| Химическая газовая | Окисление без электротока. Рост оксидных пленок | Высокая температура (выше 500°C), кислород, сера | Печи, реакторы высокотемпературных процессов |
| Метод контроля | Выявляемые дефекты | Преимущества | Нормативная база |
|---|---|---|---|
| Визуально-измерительный (ВИК) | Поверхностная коррозия, трещины, вмятины, отслоения покрытий | Простота, быстрота, минимальные затраты | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Ультразвуковой (УЗК) | Внутренние расслоения, утонения стенок, коррозия под изоляцией | Высокая чувствительность, контроль больших толщин | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Магнитопорошковый | Поверхностные и подповерхностные трещины в ферромагнетиках | Высокая чувствительность к трещинам | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Капиллярный | Поверхностные трещины, поры, раковины малых размеров | Применим для всех материалов, низкая стоимость | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Вихретоковый | Коррозия, измерение толщины покрытий, поверхностные дефекты | Бесконтактность, высокая скорость | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Радиографический | Внутренние дефекты, коррозия под изоляцией | Контроль больших толщин, визуализация | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Тепловизионный | Локальные зоны коррозии, отложения, пустоты | Бесконтактность, обследование больших площадей | ГОСТ Р 56542-2019 |
| Измерение толщины стенок | Утонение металла, определение скорости коррозии | Прямая оценка остаточного ресурса | ГОСТ Р 52028-2003 |
| Группа стойкости | Балл | Скорость коррозии (мм/год) | Применимость |
|---|---|---|---|
| Совершенно стойкие | 1 | менее 0,001 | Без ограничений, длительная эксплуатация |
| Весьма стойкие | 2 | 0,001-0,005 | Применимы без дополнительной защиты |
| 3 | 0,005-0,01 | Применимы без дополнительной защиты | |
| Стойкие | 4 | 0,01-0,05 | Применимы с учетом припуска на коррозию |
| 5 | 0,05-0,1 | Применимы с учетом припуска на коррозию | |
| Пониженно стойкие | 6 | 0,1-0,5 | Требуется защита или увеличенные припуски |
| 7 | 0,5-1,0 | Требуется защита или увеличенные припуски | |
| Малостойкие | 8 | 1,0-5,0 | Обязательна антикоррозионная защита |
| 9 | 5,0-10,0 | Обязательна антикоррозионная защита | |
| Нестойкие | 10 | свыше 10 | Не рекомендуется к применению |
Полное оглавление статьи
Введение в проблему коррозии
Разрушение металлических конструкций химического оборудования вследствие физико-химического взаимодействия с окружающей средой представляет критическую проблему для промышленной безопасности. Согласно терминологии ГОСТ 9.106-2021, этот процесс классифицируется по различным признакам и требует систематического подхода к выявлению и предупреждению.
Нормативная база включает основополагающие документы: ГОСТ 9.908-85 для методов определения показателей стойкости, ГОСТ ISO 9223-2017 для атмосферных условий, ГОСТ 9.602-2016 для подземных сооружений. Актуальность данных стандартов подтверждена практикой эксплуатации оборудования химических производств.
Классификация коррозионных процессов
Химическая коррозия
Протекает в средах без электропроводности - органических растворителях, нефтепродуктах, сухих газах. Характеризуется образованием оксидных или сульфидных пленок при высоких температурах. Кинетика процесса зависит от сплошности и защитных свойств формирующихся пленок.
Электрохимическая коррозия
Преобладающий механизм разрушения в водных средах и электролитах. Включает два сопряженных процесса: анодное растворение металла и катодное восстановление окислителя. Скорость определяется поляризацией электродов и составом среды.
Локальные виды разрушения
Питтинговая форма возникает при нарушении пассивного слоя в присутствии галогенид-ионов. Межкристаллитная развивается по границам зерен при обеднении легирующими элементами. Щелевая наблюдается в застойных зонах с ограниченным доступом кислорода. Каждый тип требует специфических методов диагностики.
Механизмы коррозионного разрушения
Электрохимические процессы
На анодных участках происходит окисление металла с переходом атомов в раствор в виде ионов. На катодных зонах восстанавливаются деполяризаторы - кислород в нейтральных средах или ионы водорода в кислых растворах. Разность потенциалов между участками создает коррозионный элемент.
Факторы интенсификации
Повышение температуры ускоряет диффузионные процессы и снижает растворимость кислорода. Хлориды разрушают пассивные пленки на нержавеющих сталях. Механические напряжения способствуют коррозионному растрескиванию. Микробиологические факторы активируют сульфатвосстанавливающие бактерии в анаэробных условиях.
Методы диагностики коррозии
Неразрушающий контроль
Ультразвуковая дефектоскопия обеспечивает выявление внутренних расслоений и утонений стенок толщиной от 3 до 500 мм. Вихретоковый метод применяется для измерения остаточной толщины и обнаружения поверхностных дефектов на проводящих материалах. Радиографический контроль визуализирует коррозионные повреждения под изоляцией без демонтажа.
Специализированные методы
Капиллярная дефектоскопия с использованием пенетрантов выявляет открытые трещины шириной от 0,001 мм. Магнитопорошковый контроль обнаруживает дефекты в ферромагнитных материалах на глубине до 2 мм от поверхности. Акустико-эмиссионный метод регистрирует развивающиеся трещины в режиме реального времени при нагружении конструкций.
Оценка скорости коррозии
Количественные показатели
Глубинный показатель определяется по формуле: скорость проникновения равна отношению уменьшения толщины к времени экспозиции. Массовый показатель рассчитывается как потеря массы на единицу площади за год эксплуатации. Токовый показатель используется при электрохимических измерениях методом поляризационного сопротивления.
Балльная система оценки
По десятибалльной шкале материалы с баллами 1-3 применимы без дополнительной защиты. Баллы 4-5 требуют учета коррозионных припусков при проектировании. Баллы 6-7 предполагают обязательное применение защитных покрытий или ингибиторов. Материалы с баллами 8-10 не рекомендуются для данных условий эксплуатации.
