Щелевая коррозия

Щелевая коррозия может проявляться и при атмосферных условиях. Если на поверхности металла присутствуют солевые отложения, вдобавок наблюдается присутствие высокой влажности или сама влага попала на металл, то в таких условиях образуется проводящая пленка. Наличие сплошной пленки из соленой воды непосредственно в щели является необходимым условием, чтобы коррозионная ячейка функционировала. Щелевая коррозия это один из видов коррозионного разрушения, которая появляется когда имеются зазоры, застойные зоны, когда металлическая поверхность контактирует с неметаллическим материалом. Проводя исследования щелевой коррозии, как правило, прибегают к моделированию щелевых условий, создавая зазоры и щели.

Обычно развитие щелевой коррозии происходит между двумя поверхностями, расположенными очень близко друг к другу и состоящие из однородного либо разнородного материала. Возникновению щелевой коррозии способствует различная концентрация кислорода, как во внутреннем пространстве щели, так и за ее пределами. К примеру, так происходит в металлоионном концентрационном элементе, здесь коррозионный ток во многом зависит от того, какая имеется разница концентрации кислорода. Возникновение щелевой коррозии чаще всего наблюдается на работающем оборудовании в следующих местах: фитинги, трубы с нарезкой, паропромывочные устройства, прокладки, крышки, под продуктами коррозии, пространство между трубами и трубной решеткой. При имеющейся щелевой коррозии в условии, когда один и тот же металл контактирует с раствором разной концентрации, происходит возникновение гальванопар. Кроме того, в ходе этого процесса идет образование коррозионной пары с разной аэрацией за счет различного содержания кислорода в растворе внутри щели и за ее пределами. Возникновение щелевой коррозии идет лишь в том случае, когда одна из поверхностей металлического рода. Для исследования коррозии применялась углеродистая сталь, сталь 12Х18ШОТ и сталь I2X2IH5T из которых были изготовлены образцы. На изделиях из стали I2X2IH5Tбыли обнаружены питтинги – так проявила себя щелевая коррозия. На изделиях из углеродистой стали и стали 12Х18ШОТ, появились язвы и питинги. Чтобы защитить металлоконструкции от разрушительного действия коррозии следует особым образом конструировать аппараты и с таким расчетом гидродинамических характеристик, при которых застойные зоны исключаются. Развитие щелевой коррозии наблюдается в любом месте поверхности металла, будь то трещина либо щель, которое контактирует с небольшим количеством электролита. Кроме того, в результате плохой сварке тоже может образоваться коррозия. Это происходит благодаря неплотному шву, несвоевременному удалению подкладных колец. Наличие щелевой коррозии может плохо отразиться на работе любых металлоконструкций. Как правило, причиной возникновения щелевой коррозии является дифференциальная аэрация, которая возникает при малых дозах кислорода. При внешних измененных условиях зарождаются реакции, которые отличаются от многих других в остальных местах поверхности. Еще одна разновидность коррозии местного характера называется точечной, называемой еще питтингом. Она появляется на любой поверхности, но чаще всего на гладкой. Причиной появления точечной коррозии является разрушение пленки. Причем такая коррозия обнаруживается в том месте, где окисная пленка больше всего подвергается местному разрушению, тогда как в остальной части пленка стойко выдерживает все воздействия различных растворов.

Возникновение щелевой коррозии на металлах в условиях атмосферы обуславливается концентрацией влаги в щелевых местах и тем, что в щелях влага задерживается дольше, чем на открытых участках металла. Щелевая коррозия – это одна из разновидностей коррозионного разрушения. Она возникает чаще всего при условии, что в металле имеются зазоры, щели и застойные зоны и поверхность металла контактирует с неметаллической поверхностью неметаллов. Для того чтобы исследовать щелевую коррозию, как правило, происходит моделирование щелевых условий, при этом создаются щели и зазоры.

Во многом образование щелевой коррозии идет в щелях, зазорах, карманах. В то  время когда вся поверхность металла может находиться в пассивном состоянии, в щелевых местах и местах где есть зазор ведется активная деятельность. Диффузионные ограничения создают эффект щелевой коррозии и их последствия ведут к изменению анодной кривой, за счет того, что уменьшается концентрация анодных замедлителей или смещают равновесный окислительно-восстановительный потенциал раствора, за счет того, что уменьшается концентрация окислителя, находящегося в щели. В общем итоге возникает разность потенциалов сплавов щели и пассивации.

Благодаря тому, что в конструкции имеются щели и зазоры, это ведет к появлению щелевой коррозии. Причем эта коррозия появляется даже в тех металлов, которые имеют высокую коррозионную стойкость. Помимо щелей и зазоров коррозия может развиться и при эксплуатации конструкции. Более того, эта коррозия может образоваться металлическим изделием и прокладочным материалом при сварке, когда получается неправильный сварной шов.

Возникновению щелевой коррозии способствует не только наличие щели между поверхностями металла. Она появляется, когда имеется зазор между металлическим материалом и любым другим. К примеру, это может быть металл и теплоизоляционный материал, металл и дерево, металл и бетон. Как правило, щелевая коррозия это коррозия локального типа, причем развивается она быстро, что сулит опасность для большинства изделий.

Щелевая коррозия может появиться и в то среде, в которой материал очень стойко противостоит коррозии общего характера. Щелевая коррозия носит локализованный характер и образуется за счет того, что образуются щель между разнородными поверхностями, но одна из которых является металлической.

Проявление щелевой коррозии наблюдается и во внутренней части водоподготовительного оборудования, которое имеет контакт с водой. Причем коррозии может подвергнуться как нержавеющая сталь, так и сталь перлитного строения. В дренажных системах сорбционных фильтров имеются места, которые больше всего уязвимы перед коррозией. Таганрогский котельный завод изготавливает подобного рода фильтры, которые имеют щелевые дренажные приспособления. Один из способов устройства таких приспособлений заключается в установлении штампованных стальных желобков в трубы с толстыми стенками.  А между желобками и стенкой трубы оставляется щель размером 0 4 0 1 мм. По другому способу изготовления щелевого элемента используется сталь 1Х18Н9Т, имеющая толщину 0,6 мм с маленькими отверстиями. Как раз эти места и зазоры подвержены возникновению коррозии, которая в будущем может пагубно сказаться на состоянии дренажных фильтров и через поврежденные места может произойти вынос сорбента. Скорость распространения этого вида коррозии значительно выше, чем общая коррозия. Главной причиной возникновения этого разрушающего явления выступает концентрационный кислородный элемент.

Благоприятные условия возникновения коррозии, как привило, считается узкое пространство между разнородными материалами. Кроме того, коррозия может возникнуть и в месте возникновения трещин, которые распространяются внутрь металла либо в месте, где прокладка неплотно прилегает к стали.

Благоприятными условиями для щелевой коррозии являются узкие зазоры и щели где концентрируется влага. Разрушению подвергаются и те участки поверхностей, которые находятся внутри щели и выступают в роли анода. А те участки, которые расположены снаружи щелевого соединения и открыты для кислорода, выступают как катод. Щелевая коррозия проявляется скрытно, и обнаружить ее сразу не представляется возможным, а это грозит плохими последствиями. Явление щелевой коррозии проявляется когда метал соприкасается не только с однородным, но и с разнородным материалом.

На изделиях используемых в качестве образцов, изготавливаемые из углеродистой стали и стали I2XI8HIOT коррозия проявляется как язвы и фитнги. А на образцах из стали I2X2IH5T – только как фитинги. Для того чтобы защитить различные конструкции от действия коррозии, необходимо конструировать их таким образом, чтобы застойные зоны не появлялись, учитывая гидродинамические характеристики.

Образование щелевой коррозии идет за счет того, что различные аппараты подвергаются неравномерному обтеканию сред, а это создает условия, чтобы образовались катодные и анодные участки. Щелевая коррозия это один из видов коррозии  электрохимического рода. Узкое пространство между поверхностями однородного или разнородного характера как раз идеальное место для возникновения щелевой коррозии.

Коррозия может возникнуть и в тех случаях, когда трещины проникают внутрь материала и в неплотных местах соединения прокладки и металла. А благодаря тому, что на этих участках застаивается агрессивный раствор и отсутствует кислород, который необходим, чтобы поддерживать пассивное состояние металла, образуется благоприятная среда для начала коррозионного процесса. Накопленные продукты коррозии на металле так же в этом помогают.

Когда металл очень близко контактирует с другим материалом, то на его поверхности нередко появляется коррозия как язвы и точечные поражения, которые могут возникнуть даже в тех случаях, когда сталь может противостоять общей коррозии.

Узкое пространство между двумя близко находящимися друг к другу поверхностями, причем как однородного, так и разнородного материала – идеальное место для развития щелевой коррозии. Коррозия проявляется и в тех случаях, когда трещины металла проникают внутрь его, и в неплотных соединениях между прокладкой и сталью. А за счет того, что на этих участках может застояться раствор агрессивного характера и за неимением кислорода, который нужен, чтобы поддерживать металл в пассивном состоянии появляются все необходимые условия для развития коррозии. Кроме того, накопленные продукты коррозии на металле так же этому способствуют.

Возникновение щелевой коррозии, когда один металл соприкасается с каким-либо другим материалом, идет вопреки тому, что общая сопротивляемость стали большая и проявляется как язвы и точечные поражения. Дифференциальная аэрация металла в резьбовых зазорах так же способствует возникновению щелочной коррозии. Это ведет к образованию электрохимической пары, в свою очередь благоприятствующей анодному растворению металла в резьбе. Ионы хлора, находящиеся в буровом растворе, могут усилить проявление коррозии на аноде.

Развитие щелевой коррозии происходит как в щелях, так и в зазорах и причиной этому может быть возникающий градиент концентраций агрессивного элемента сред как внутри, так и снаружи щели. Это благоприятствует тому, что образуется коррозионная гальванопара и металл в щели начинает растворяться. При возникновении щелевой коррозии на латуни имеется одна особенность, которая заключается в процессе обесцинкования, который усиливается в щелевых местах.

Усиление щелевой коррозии при атмосферных условиях происходит не только благодаря тому, что изменяется кинетика электрохимических реакций, но и за счет длительного задержания электролита в щели.

Для щелевой коррозии латуней характерна одна неприятная особенность, и она заключается в усиленном процессе обесцинкования. При анализе электролитов было выявлено, что в щелевых местах цинка содержится гораздо больше, нежели в электролитах, имеющих доступ к металлу. Это можно объяснить по следующим причинам: стационарный потенциал щели или зазора может сдвинуться в минусовую сторону в сопровождении значительного облегчения процесса ионизации металла.

Щелевая коррозия может быть усилена благодаря изменению кинетики электрохимических реакций и за счет того, что в щелях долгое время присутствовал электролит. Щелевая коррозия алюминиевых материалов обусловлена затрудненным доступом кислорода в зазоры и благодаря изменению кислотности. В некоторых случаях возникновение коррозии может быть обусловлено задержкой в щелях коррозионно-активной жидкости, тогда как вся остальная поверхность уже сухая. Но и при этих условиях в случае, когда на всей окружающей металлической поверхности находится раствор, то влага, находящаяся в щелях более застоянная. Кроме того, известным считается факт того, что развитие щелевой коррозии может происходить как в электролите, так и в растворе, содержащем кислорода. В последнее время И. Л. Розенфелъд начал изучать и исследовать щелевую коррозию, поражающую железо, нержавеющую сталь, алюминий и его сплавы, магний, медь и ее сплавы титан, цинк, кадмий, свинец и другие металлы. Конечный итог всех этих исследований позволяет увидеть, как проявляет себя щелевая коррозия. Щелевая коррозия может поразить и те металлы, которые имеют высокую коррозионную стойкость к другим видам коррозии, за счет того, что на их поверхности имеется пленка, которая имеет высокие защитные свойства. Благодаря вибрациям и эпизодическим относительным микросмещениям поверхности, происходит разрушение пленки в щелях, которая впоследствии может быть удалена, и создаются все условия чтобы концентрация среды стала боле неравномерной. Щелевая коррозия может образоваться на коррозионно-стойких сталях, титане, находящимся среде кислотного характера и на алюминее.

Щелевая коррозия поражает большое количество типов металла. В особенности это касается нержавеющую сталь, так как коррозия представляет особую угрозу пассивным металлам. Щелевая коррозия проявляет себя с агрессивной стороны по отношению к уплотнительным кольцам во фланцевых соединениях обвязки скважин. Щелевой коррозии можно избежать, если внутреннюю поверхность трубной доски сварить с трубой. За счет этого можно сэкономить на стоимости труб, вдобавок можно проконтролировать какое получилось качество швов.

Процесс щелевой коррозии может быть замедлен катодной поляризацией, питающейся внешним источником постоянного тока или протекторами, своего рода металлами, у которых потенциал в значительной степени отрицателен, чем у защищаемого металла. Это положительно сказывается на углеродистых сталях, чугуне и прочих типов сталей, имеющих коррозионную стойкость, включая и те в которых содержится хром и никель.

Щелевая коррозия связывается с изменяющимися электрохимическими условиями в тех местах, где идет ограничение доступа электролита. Особенность таких условий заключается в отводе продуктов коррозии, но кроме этого они замедляют подвод кислорода. Для замедления щелевой коррозии находит применение катодная поляризация, которая питается внешним источником постоянного тока. Так же можно обойтись протекторами. Это своего рода те металлы, которые обладают более отрицательным потенциалом, чем защищенный металл. Это все положительно сказывается на углеродистых сталях, чугуне и некоторого числа видов сталей, имеющих хорошую стойкость к проявлению коррозии, включая и те, где содержится хром с никелем.

Щелевая коррозия может проявить себя с сильной стороны благодаря тому, насколько сильно скорость коррозии зависит от концентрации окислителя, в особенности, когда концентрация становится настолько критической, что сплав начинает принимать пассивное состояние. Так может проявлять себя железо в условиях азотной кислоты.