Атмосфералық коррозия – атмосфералық ортада металдар мен болаттың коррозиясы

Атмосфералық коррозия - атмосфераның және материалдың бетінде пайда болатын жұқа ылғал қабатының әсерінен пайда болатын металдар мен қорытпалардың бұзылуы процесі. Суға тұрақты батырылған компоненттердің коррозиясынан айырмашылығы, мұндағы электролит негізінен жаңбырдан, конденсациядан, тұманнан немесе жоғары ауа ылғалдылығынан болатын ылғал болып табылады. Атмосфераның агрессивтілігі беттің суланған уақыты, температура, ылғалдылық, хлоридтердің, күкірт қосылыстарының және басқа да ластаушы заттардың болуы және жергілікті жағдайлар сияқты факторларға байланысты.

Атмосфералық коррозия көміртекті болатқа, тот баспайтын болатқа, алюминийге, мысқа, мырышқа және басқа да көптеген металдарға әсер етуі мүмкін. Дегенмен, оның барысы мен жылдамдығы материалға байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Көміртекті болат салыстырмалы түрде біркелкі беткі тот басуы мүмкін, ал тот баспайтын болат пассивті қабатта жергілікті зақымдануды, түссізденуді, ойықтардың пайда болуын және саңылаулардың коррозиясын сезінеді.

Атмосфералық коррозия қалай пайда болады?

Металлдың электрохимиялық коррозиясы электролитті қажет етеді. Атмосфералық жағдайда бұл бетінде өте жұқа, кейде көрінбейтін су қабаты болуы мүмкін. Бұл жауын-шашын, тұман, шық, конденсация немесе жоғары салыстырмалы ылғалдылық нәтижесінде пайда болады.

Ылғал қабаты бетінде немесе атмосферада болатын тұздар мен ластаушы заттарды ерітеді. Бұл электролиттің өткізгіштігін арттырады және анодтық және катодтық реакцияларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Металлдың тотығуына әкелетін жергілікті электрохимиялық жасушалар пайда болады.

Беті кепкеннен кейін электрохимиялық процесті айтарлықтай азайтуға болады, бірақ онда болатын тұздар қалады. Кейіннен суланған кезде олар электролитті қайта түзеді. Сондықтан, қайталанатын сулау және кептіру циклдары атмосфералық коррозияның дамуы үшін өте маңызды.

Атмосфералық коррозияға әсер ететін ең маңызды факторлар

Коррозиялы атмосфера түрлері

Атмосфералық жағдайлар агрессивтілігі бойынша айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Ластану деңгейі төмен ауылдық атмосфера әдетте өнеркәсіптік немесе жағалаулық атмосфераға қарағанда онша агрессивті емес. Дегенмен, қоршаған ортаны тек атауына қарап жіктеуге болмайды. Нақты коррозиялық қабілеттілік өлшенетін әсер ету жағдайларымен және белгілі бір материалдың реакциясымен анықталады.

Ауылдық атмосфера

Әдетте, ол агрессивті ластаушы заттардың салыстырмалы түрде төмен мөлшерімен және хлоридтердің төмен шөгуімен сипатталады. Бұл коррозияның жоқтығын білдірмейді — көміртекті болат компоненттері ылғал мен оттегіге ұшыраған кезде де коррозияға ұшырауы мүмкін — бірақ жағдайлар әдетте қатты ластанған немесе тұзды жерлерге қарағанда жұмсақ болады.

Қалалық және өнеркәсіптік атмосфера

Қалалық және өнеркәсіптік ортада шаң мен химиялық ластаушы заттар металл беттеріне шөгуі мүмкін. Тарихи тұрғыдан күкірт диоксидінің (SO₂) концентрациясы мен шөгуі атмосфералық коррозияны жіктеуде ерекше маңызды болды. Дегенмен, белгілі бір жердің қазіргі агрессивтілігі нақты ластану деңгейіне байланысты және оны тек «қалалық» немесе «өнеркәсіптік» деп анықтамау керек.

Теңіз атмосферасы

Жағалау атмосферасында теңіз спрейлері, негізінен хлоридтер бар. Жер бетіне тұнған хлоридтер гигроскопиялық болып табылады және ылғалдың ұзақ уақыт сақталуына ықпал етеді және жұқа электролит қабатының өткізгіштігін арттырады. Тот баспайтын болаттар үшін ерекше алаңдаушылық тудыратын нәрсе - пассивті қабаттың жергілікті зақымдануы және ойықтардың немесе саңылаулардың коррозиясының дамуы.

ISO 9223 стандартына сәйкес C1–CX атмосфералық коррозия кластары

ISO 9223 стандарты атмосфераның коррозиялық қабілетін жіктеу үшін қолданылады. Онда алты негізгі коррозиялық санат ажыратылады: C1, C2, C3, C4, C5 және CX. Жіктеу, басқалармен қатар, әсер етудің бірінші жылындағы эталондық материалдардың коррозия жылдамдығына негізделуі мүмкін. Стандарт сонымен қатар ылғалдану уақыты мен күкірт диоксиді мен хлоридтердің тұндырылуына байланысты қоршаған орта параметрлерін пайдаланады.

C1–CX санаттары атмосфералық коррозияны сипаттайды және «тот баспайтын болатқа төзімділіктің» қарапайым шкаласы емес. ISO 9223 жіктемесінде көміртекті болат, мырыш, мыс және алюминий сияқты анықтамалық материалдар қолданылады. Тот баспайтын болаттың нақты түрін таңдау экспозиция жағдайларын, әсіресе хлоридтің тұнбасын, бетінің табиғи шайылу мүмкіндігін және әрлеу сапасын қосымша бағалауды қажет етеді.

Көміртекті болаттың атмосфералық коррозиясы

Қорғалмаған көміртекті болатта тот деп аталатын коррозия өнімдері ылғал мен оттегінің қатысуымен пайда болады. Кәдімгі құрылымдық болаттағы коррозия өнімінің қабаты әдетте одан әрі коррозиядан ұзақ мерзімді қорғанысты қамтамасыз етпейді. Кейінгі сулау және кептіру циклдары материалдың одан әрі жоғалуына әкеледі.
Коррозия жылдамдығы атмосфералық жағдайларға байланысты. Хлоридтер мен белгілі бір ластаушы заттардың болуы қоршаған ортаның агрессивтілігін айтарлықтай арттыруы мүмкін. Осы себепті, ашық ауада қолданылатын көміртекті болат конструкциялары көбінесе бояу жүйелерімен, металл жабындармен, мырыштаумен немесе күтілетін коррозиялық санатқа сәйкес келетін басқа қорғаныс әдістерімен қорғалған.

Тот баспайтын болаттың атмосфералық коррозиясы

Тот баспайтын болаттар хром қосылыстарына бай өте жұқа пассивті қабатпен қорғалған. Бұл көптеген атмосфералық жағдайларда коррозияға өте жоғары төзімділікті қамтамасыз етеді. Дегенмен, бұл қоршаған ортаға толық сезімталдықты білдірмейді.
Хлоридтер, шөгінділер, кір және ұзақ уақыт бойы ылғалдану пассивті қабатты зақымдауы мүмкін жергілікті жағдайларды тудыруы мүмкін. Тұздар үнемі жағылатын, бірақ табиғи жолмен жуылмайтын жаңбырдан қорғалған беттер әсіресе сезімтал болуы мүмкін.
Мұндай жерлерде беткі түстің өзгеруі, коррозия өнімдерінің шөгінділері, ойықтардың немесе саңылаулардың коррозиясы орын алуы мүмкін. Сондықтан, тот баспайтын болаттан жасалған компоненттерді жобалау кезінде тек материалдың сапасы ғана емес, сонымен қатар құрылымдық геометрия, беткі әрлеу және мерзімді тазалау мүмкіндігі де маңызды.

Сыртқы атмосферада 304 немесе 316 литр?

1.4301 және 1.4307 сияқты 304 типті болаттар хлоридті жүктемесі салыстырмалы түрде төмен атмосфералық жағдайларда кеңінен қолданылады. 1.4401 және 1.4404 сияқты 316 типті болаттарда молибден бар, бұл хлоридті ортада локализацияланған коррозияға төзімділікті арттырады.
Сондықтан, жағалаудағы атмосферада және тұзға ұшыраған жерлерде 316L жиі қолданылады. Дегенмен, бұл әрбір жағалаудағы құрылым 316L қажет дегенді білдірмейді, сондай-ақ 316L хлоридтің шөгу деңгейіне қарамастан төзімді болады дегенді білдірмейді. Тұздың өте жоғары мөлшері, жоғары ылғалдылық, табиғи шайылулардың болмауы және қолайсыз геометрия төзімдірек сорттарды немесе бетті үнемі тазалауды қажет етуі мүмкін.

Атмосферадағы тот баспайтын болатқа хлоридтердің әсері

Хлоридтер теңіз спрейі, жол тұзы және белгілі бір өнеркәсіптік процестер сияқты көздер арқылы бетіне жетеді. Су буланғаннан кейін олар бетінде қалып, шоғырлануы мүмкін.
Ылғал жеткілікті болған кезде хлоридтері бар жұқа электролит қабаты пайда болады. Егер жергілікті жағдайлар материалдың пассивті қабатының кедергісінен асып кетсе, шұңқырлы коррозия басталуы мүмкін. Жарықтар, шөгінділер және жуу қиын жерлер жергілікті коррозия қаупін одан әрі арттырады.

Неліктен қорғалған беттер көбірек коррозияға ұшырауы мүмкін?

Шатырдың астындағы құрамдас бөлік коррозиядан жақсырақ қорғалуы керек сияқты көрінуі мүмкін. Тұзды атмосферада керісінше болуы мүмкін. Жаңбыр жауын-шашынға тікелей ұшырайтын беттерден кейбір хлоридтер мен басқа да шөгінділерді кетіреді.
Дегенмен, жаңбырдан қорғалған беттер уақыт өте келе тұз жинай алады. Атмосфералық ылғал, тұман немесе конденсация жиналған шөгінділерді ерітіп, өте агрессивті жергілікті электролит түзуі мүмкін. Сондықтан қорғалған элементтер, қоршаулардың астыңғы жағы, профильдердің ішкі жағы, қабаттасу және басқа да қол жетпейтін жерлер ерекше назар аударуды қажет етеді.

Теңізден қашықтықтың әсері

Теңіз спрейі құрлыққа қарай жылжыған сайын, оның әсері әдетте азаяды, бірақ жағалау сызығынан атмосфераны хлоридсіз деп санауға болатын бірыңғай, әмбебап қашықтық жоқ. Тұздың тасымалдануы желдің бағыты мен жылдамдығына, жер бедеріне, құрылымның биіктігіне, толқынның әсеріне, жергілікті дамуға және климаттық жағдайларға байланысты.
Сондықтан, материалды таңдаған кезде, километрмен көрсетілген қарапайым қашықтықты емес, берілген жерден хлоридтің нақты әсерін және тәжірибесін пайдаланған дұрыс.

Тот баспайтын болаттан жасалған беткі әрлеудің әсері

Беткі жағдай тот баспайтын болаттың атмосферадағы мінез-құлқына айтарлықтай әсер етеді. Тегіс беттер табиғи жолмен оңай жуылады және әдетте өте кедір-бұдыр беттерге қарағанда ластаушы заттарды аз ұстайды.
Механикалық өңдеуден туындаған темірдің ластануы, тегістеу қалдықтары, дәнекерлеу түсінің өзгеруі және басқа да беткі ақаулар коррозияға төзімділікті жергілікті түрде төмендетуі мүмкін. Қарапайым көміртекті болатты өңдеу үшін қолданылатын құралдар тот баспайтын болат бетін ластамауы керек.
Дәнекерлеуден кейін, күрделі қолданыстарда, бетті тиісті түрде тазалау және жылу түсінің өзгеруін кетіру қажет болуы мүмкін. Бұл әсіресе жағалау орталарында және хлоридті басқа атмосфераларда маңызды.

Атмосферадағы гальваникалық коррозия

Гальваникалық коррозия атмосфералық жағдайларда да пайда болуы мүмкін, егер екі түрлі металл электрлік байланыста болса және олардың беттері электролит ретінде әрекет ететін ылғал қабатымен байланысқан болса.
Электролит қабатының өткізгіштігі жоғары болғандықтан, ылғалдылығы мен тұз мөлшері жоғары атмосферада қауіп артады. Қосылған материалдардың беттік ауданының қатынасы да маңызды. Анод материалының кішігірім беттік ауданы асыл материалдың үлкен беттік ауданымен үйлескенде, жоғары анодтық ток тығыздығына және қарқынды жергілікті коррозияға әкелуі мүмкін.

Атмосфераға арналған тот баспайтын болатты таңдау

Кесте тек жалпы ақпарат үшін берілген. Тек қоршаған ортаға негізделген бағаны таңдамаңыз. Нақты хлорид шөгіндісі, ылғалдылық, беттің жууға жарамдылығы, температура, құрылымдық геометрия, беттің жағдайы, сыртқы түрі мен беріктік талаптары маңызды факторлар болып табылады.

Атмосфералық коррозияны қалай азайтуға болады?

Тиімді қорғаныс үшін материалды дұрыс таңдау мен құрылымды тиісті жобалау және күтіп ұстау үйлесімі қажет.

• қоршаған ортаның нақты санаты мен сипатына сәйкес келетін материалды таңдаңыз,
• судың еркін ағып кетуі үшін дизайн элементтері,
• саңылауларды, қабаттасуды және шөгінділердің жиналатын жерлерін шектеңіз,
• қолайсыз гальваникалық қосылыстардан аулақ болыңыз,
• тот баспайтын болаттың беткі қабатының дұрыс өңделуін қамтамасыз ету,
• дәнекерлеуден кейінгі түссізденуді және өңдеуден кейінгі ластануды кетіру,
• тұзы бар ортада бетіндегі шөгінділерді мезгіл-мезгіл алып тастаңыз,
• көміртекті болат үшін тиісті түрде таңдалған беттік қорғаныс жүйелерін пайдаланыңыз,
• жаңбырдан қорғалған беттерде хлоридтің жиналу мүмкіндігін ескеріңіз.

Атмосфералық коррозия және теңіз коррозиясы

Атмосфералық коррозия мен теңіз коррозиясы біршама сәйкес келеді, бірақ бірдей ұғымдар емес. Атмосфералық коррозия атмосфера мен жер бетіндегі ылғалға ұшырайтын компоненттерге әсер етеді. Теңіз коррозиясы жағалау атмосферасын, шашырау аймағын, толқын аймағын және теңіз суына тікелей батыруды қоса алғанда, теңіз ортасының кеңірек әсерін қамтиды.
Сондықтан теңіз бетінің үстінде орналасқан компонентті бір мезгілде атмосфералық коррозияға ұшыраған құрылым және теңіз ортасында жұмыс істейтін элемент ретінде жіктеуге болады. Іс жүзінде әсер ету сипаты мен бетіне жететін тұз мөлшері шешуші рөл атқарады.

Атмосфералық коррозия ылғалдың, оттегінің, тұздардың және ластаушы заттардың металл бетімен әрекеттесуінің нәтижесі болып табылады. Оның қарқындылығы ең алдымен сулану уақытына, хлорид пен ластаушы заттардың тұнбасына, температураға, компоненттің дизайнына және материалдың қасиеттеріне байланысты.
ISO 9223 стандарты атмосфераны коррозияға төзімділік бойынша C1-ден CX-ке дейін жіктейді; дегенмен, қоршаған орта санатының өзі материалды дұрыс таңдауды алмастырмайды. Тот баспайтын болаттар үшін хлорид мөлшері, бетінің жағдайы, табиғи шайылу мүмкіндігі және жарықтар мен шөгінділердің болуы ерекше маңызды.
Сондықтан құрылымның беріктігі бүкіл жүйемен анықталады: материал – атмосфера – ылғалдылық – хлоридтер және ластаушы заттар – конструкция – бетінің жағдайы – пайдалану әдісі.

Болат пен металдардың коррозиясының түрлері

Болат пен металдардың біркелкі коррозиясы
Тот баспайтын болаттардың шұңқырлы коррозиясы
Тот баспайтын болаттардың саңылау коррозиясы
Тот баспайтын болаттың аралық түйіршік коррозиясы
Стресстік коррозиялық крекинг SCC
Гальваникалық коррозия
Эрозиялық коррозия
Кавитация коррозиясы
Коррозиядан шаршау
Қабат коррозиясы
Микробиологиялық коррозия MIC
Жоғары температуралы коррозия

Коррозияның қоршаған ортаға байланысты жіктелуі

Теңіз коррозиясы – теңіз суындағы болат пен металдардың коррозиясы
Атмосфералық коррозия
Жердің коррозиясы
Тұщы және өнеркәсіптік судағы коррозия
Хлоридті ортадағы коррозия
Қышқыл ортадағы коррозия
Сілтілі ортадағы коррозия
Газдардағы және пайдаланылған газдардағы коррозия
Ағынды сулар мен кәріз жүйелеріндегі коррозия
Химиялық және мұнай-химиялық ортадағы коррозия

Ұқсас тақырыптар

CPT – тот баспайтын болаттар мен никель қорытпаларының коррозиясының маңызды температурасы
PREN – тот баспайтын болаттың коррозияға төзімділік индексі
CCT – тот баспайтын болаттар мен никель қорытпаларының критикалық саңылау коррозиясының температурасы