ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пути рассмотрения коррозионных проблем из "Коррозия и окисление металлов (перевод с англ)" Много труда было вложено при составлении словарей, в которых даются формальные определения коррозионных терминов без сомнения, эти словари приносят пользу. Однако приходится сомневаться в том, что неспециалист, встретив незнакомый технический термин и прочитав формальное определение, уяснит суть вопроса. Больше пользы в этом отношении должно принести описание вопроса, показывающее необходимость в термине, охватывающем группу явлений, и последующее ознакомление с принятым для этой группы явлений термином. [c.13] Коррозия и эрозия. С давних пор известно, что металлы способны претерпевать изменения, в результате которых они теряют характерные для них свойства в большинстве случаев металл перестает быть элементом и превращается в химическое соединение. Железо в условиях воздействия влажной атмосферы превращается в ржавчину, представляющую собой коричневатую гидратированную окись. Железо, помещенное в морскую воду, при доступе кислорода, также превращается в ржавчину известно, что такое превращение связано с электрическим током, протекающим через жидкость. При нагревании на воздухе железо покрывается темной окалиной, состоящей обычно из нескольких окисных соединений. В разбавленной серной кислоте железо переходит в раствор, причем этот процесс сопровождается выделением газообразного водорода концентрирование и охлаждение получающегося раствора приводят к выделению кристаллов сернокислого закисного железа. [c.13] Термин коррозия весьма удобен для обозначения этих и подобных им химических и электрохимических процессов превращения металла в химическое соединение. [c.13] Однако в настоящее время этот термин иногда используется и в тех случаях, когда металл, находящийся в твердом состоянии, растворяется в другом металле (жидком или расплавленном), несмотря на то, что такие процессы обычно не рассматриваются как химические превращения. Так, толщина стенок стального сосуда, в котором содержится расплавленный цинк, медленно уменьшается вследствие растворения железа в цинке при этом говорят, что сосуд корродирует. Те, для кого требуется формальное определение, могут говорить, что коррозия представляет разрушение металла или сплава в результате химической реакции, электрохимической реакции или физического растворения. Под это определение не попадает разрушение металлического изделия в результате механических процессов, приводящих к образованию металлической пыли. Такое чисто механическое повреждение при отсутствии химических превращений называется эрозией. [c.13] Совместное действие. Иногда коррозионные и эрозионные процессы происходят одновременно вред при этом часто значительно превышает суммарный вред, причиняемый раздельным действием обоих процессов. [c.13] Такое неблагоприятное сочетание разрушительных воздействий называется совместным действием. Здесь уместно упомянуть отдельные примеры совместного действия. [c.14] Коррозионное растрескивание — термин, относящийся к образованию трещин при воздействии на металл, находящийся в коррозионной среде, растягивающего напряжения термин коррозионная усталость относится к разрушению в коррозионной среде под влиянием знакопеременных или циклических напряжений. Иногда растрескивание, вызываемое коррозией под напряжением или коррозионной усталостью, проходит по границам зерен в таких случаях говорят о межкристаллитном растрескивании. Если растрескивание проходит по зернам, то оно называется внутрикристаллитным или транскрист а л литны м. [c.14] Травление. При металлографических работах для выявления структуры полированных шлифов применяют специальные коррозионно-активные среды. [c.14] Существуют и ученые других специальностей, которые используют процессы коррозии, не упоминая этот термин. Металлофизики обрабатывают металлические поверхности некоторыми смесями кислот и определяют количество углублений, появляющихся на границе зерен или на плоскостях скольжения, считая (правильно или неправильно), что эти углубления говорят о числе имеющихся дислокаций. Другие физики изучают процесс окисления или процесс роста пленки, используя теорию несовершенств кристаллической решетки для объяснения получаемых результатов. Каждый из этих ученых изучает коррозионные процессы, и его работа может обогатить наши знания в этой области, но некоторые из них были бы крайне возмущены, если бы их называли коррозионистами . [c.15] Многообразие термина коррозия . Коррозию металлов в широком смысле этого термина можно уподобить зданию с большим количеством флигелей, сооружению, к которому различные категории посетителей подходят с разных углов, и их впечатление будет зависеть от того, с какой стороны они смотрят на него. Чтобы хорошо разобраться в строении, следует перед входом в него обойти его и ознакомиться с ним со всех сторон. Такое предварительное ознакомление не может дать полного представления полная картина выявится позже. Нельзя рассчитывать на ознакомление со всеми характерными особенностями здания, заглядывая через его окна, но при этом, во всяком случае, можно выяснить расположение различных комнат по отношению к окружающим дом лугам и садам. [c.15] Ученые-теоретики. Даже в наши дни практицизма имеются люди, изучающие явления природы, не ставя перед собой цель применения результатов своей работы к практическим вопросам. Такие люди считают эти явления интересными, возможно, даже прекрасными. Поскольку они делятся результатами своих исследований с другими, кто также находит их интересными (а иногда прекрасными), таких людей нельзя считать необщительными эгоистами. Оправданием для поощрения и поддержки чистых теоретиков служит то же, что и в случае поддержки работы художника, скульптора или композитора, продукция которых также представляет интерес и может быть прекрасной, причем результаты своего труда они делят с другими. Однако, хотя ученый-теоретик не ставит перед собой никаких экономических задач, результаты его исследований, дающие нам возможность понять механизм природных явлений и предсказывать последствия в других не исследованных опытным путем областях, могут дать экономические или политические результаты, бывающие иногда буквально потрясающими. По вопросу (он относится ко всем отраслям науки) о том, приносит ли лучшее понимание явлений природы пользу или вред человечеству, имеется много точек зрения. В частном же случае коррозии металлов четкое понимание механизма необходимо, если ставится цель борьбы с нежелательной лотерей металла навряд ли кто-либо станет сомневаться, что в этом случае достижения в области распознавания механизма явлений приносят человечеству только пользу. [c.15] Процессы окисления должны импонировать исследователю-физику, так как они зависят от влияния таких вещей, как несовершенства кристаллической решетки, в которых остро заинтересованы некоторые школы физиков. Современное понимание явлений, происходящих при соединении металлов с кислородом, что, несомненно, является химическим процессом, в значительной степени обязано работам физиков обычно студенту, специализирующемуся в области химии, никаких знаний по этим вопросам не дается, и, если он хочет с ними познакомиться, он должен делать это вне программы. Автор надеется, что некоторым из студентов данная книга сможет принести пользу. [c.16] Следует отметить, что в области процессов, происходящих при окалино-образовании и при коррозии, если рассматривать их с чисто научной точки зрения, имеется больше достижений, чем во многих других областях кинетики. Абсолютные значения скоростей окисления или коррозии могут быть высчитаны на основании чисто электрических измерений вычисленные значения хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными путем определения изменения веса или химическим путем. Это соответствие достигается без каких-либо произвольных допущений в отношении значений констант, что в химической кинетике часто вынуждены делать для согласования экспериментальных и расчетных данных. Соответствие между теорией и практикой, описанное в главах XX и XXI, дает серьезные основания для включения процессов окисления и коррозии металлов в разделы чистой науки. [c.16] Инженер и химик-технолог. Уже больше ста лет прогресс техники в значительной степени определяется достижениями в области материалов. Так, очень скоро после изобретения паровых машин стало ясно, что работа при очень больших давлениях и температурах должна привести к увеличению мощности этих машин, однако прогресс машин был ограничен получением более прочных материалов. Как в строительной, так и в машиностроительной отраслях промышленности уже в течение длительного времени конструктор умеет делать приближенные расчеты размеров деталей, выдерживающих определенные механические напряжения, но в первое время он разумно предусматривал значительный запас прочности. Вполне вероятно, что благодаря этому запасу прочности не ощущалось ослабления изделий, обусловленного химическим воздействием. Такое воздействие конструкторы, как правило, не принимали во внимание. В современной же технике опасность разрушения вследствие коррозии увеличилась. В связи с усовершенствованием методов математического расчета проектировщик имеет основания считать, что снижение запаса прочности является оправданным, и он в этом отношении прав, если решение вопроса зависит только от механических факторов в тех же случаях, когда запас прочности учитывал и вред, причиняемый коррозией, снижение этого запаса должно увеличить риск при пользовании такими деталями. Кроме того, в результате достижений металлургов по разработке новых сплавов повышенной прочности (которые конструктор, вероятно, использует при максимально допустимых с точки зрения механических свойств напряжениях) значительно увеличивается риск при эксплуатации таких изделий, причиной paзpyiueния которых может явиться химическое воздействие (если только коррозионная стойкость изделия не увеличена в такой же степени, как и механическая прочность, однако так редко бывает). [c.16] В практических условиях конструктор должен уметь применять коррозионные данные, полученные в одних условиях, для оценки стойкости металла в других. Если не знать механизма процесса, то в таких случаях можно только гадать. Если же механизм известен, то решение такой задачи не является безнадежным. Конструктор, если он хочет правильно решать стоящие перед ним проблемы, должен знать теорию коррозионных процессов. [c.18] Многочисленные спецификации и практические инструкции помогают в борьбе с коррозией. В этих документах содержатся сведения не только по химическому составу, но и по технологии выполнения защитных мероприятий. Эти документы создаются различными комиссиями, выполняющими трудную и малоинтересную работу по их составлению но большинство работающих в таких комиссиях, прекрасно понимает невозможность гарантировать успех только хорошо составленным документом. В большинстве случаев, даже при точном выполнении инструкции, можно не получить удовлетворительных результатов. Это всегда следует иметь в виду при выборе метода защиты. Не всегда самый дешевый метод на бумаге оказывается в действительности самым дешевым. Следует поинтересоваться, какой метод успешно используется в условиях, близких к тем, для которых ищут защиту, какой метод считается надежным в этих условиях. Налаживание защиты должно быть поручено квалифицированным лицам, которые смогут обеспечить точное выполнение инструкций. Если на это не обратить внимания и без должного ознакомления принять самый дешевый метод защиты, то дешевый метод может оказаться значительно дороже дорогого. [c.18] Экономист. Произведено много подсчетов, посвященных определению потерь, обусловленных коррозией металлов. В 1949 г. Улиг оценил ежегодные размеры убытков от коррозии в США в 5,5 млрд. долларов. Недавно Вернон вычислил, что в Великобритании все убытки, вызываемые коррозией металлов, включая стоимость мероприятий по борьбе с ней, равняются примерно 600 млн. фунтов стерлингов в год [2]. Соответствующие цифры для Австралии приведены в работе Уорнера [3]. [c.19] что скромные суммы, расходуемые на исследования в области коррозии металлов, даже если они снизят ежегодные убытки от коррозии лишь на небольшую часть, не только окупят себя, но и принесут выгоду. В США организован Совет по исследованиям в области коррозии, целью которого является направление долгосрочных работ и наблюдение за ходом их выполнения. [c.19] Предполагается, что ведущие промышленные предприятия внесут свою долю расходов, равняющуюся 0,01 % от их годового дохода. Эти средства, будучи затрачены на научные исследования коррозионных процессов, должны с лихвой себя окупить [4 ]. [c.19] Вернуться к основной статье