Коррозия – это один из самых опасных процессов, которые могут привести к потере эксплуатационных характеристик, надежности металлических изделий. Чтобы быстро определить развитие подобного процесса и среагировать на него, нужно использовать специальные коррозионные исследования.
Коррозионными исследованиями называется список испытаний, которые направлены на проверку ключевых характеристик материала. К ним относятся такие, как долговечность, способность противостоять катализаторам коррозии на протяжении длительного времени.
Есть несколько ключевых механизмов, которые можно использовать при проведении исследований такого профиля. К ним относятся:
- Определение основного механизма, по которому протекает коррозионный процесс. Он может быть как смешанным и химическим, так и электрохимическим в зависимости от вариантов внешнего воздействия.
- Установление внешнего компонента воздействия окружающей среды, который стимулирует распространение коррозии. К ним относится контакт с разными химическими соединениями, в том числе, кислородом, углекислым газом, многочисленными деполяризаторами.
- Поиск возможности для контролирования протекания процесса коррозии. Таким образом можно будет не допустить дальнейшего распространения процесса повреждения материалов.
- Отслеживание факторов внутреннего и внешнего типа, которые могут влиять на активность и скорость протекания коррозионного процесса. Таким образом можно фиксировать ключевые параметры как для сплавов, так и для металлов. К ним относятся такие, как определение особенностей структуры материала, состав сплавов, уровень температуры, внутренней напряженности, давления и других параметров.
- Поиск оптимального варианта сплава. Таким образом удается подобрать вариант, который в конкретных условиях будет лучше всего противостоять негативному внешнему воздействию катализаторов коррозии. Это помогает сильно увеличить прочностные характеристики, продолжительность использования и другие особенности.
- Поиск лучшего метода защиты. Таким образом можно понять, какие из представленных сегодня средств подойдут для конкретных условий использования. Это могут быть как ингибиторы, так и внешние покрытия, электрохимическое экранирование и многое другое.
- Проведение анализа разных вариантов металлов. Это помогает понять, как именно будет реагировать определенный вариант металла на попадание в разные среды. Уровень защиты от коррозии помогает сильно увеличить стойкость.
Также коррозийные исследования направлены на контроль выпускаемой предприятием продукции. Использование методов контроля позволяет заранее понять, какие риски будет выдерживать материал при его активном использовании.
Основные виды коррозионных исследований
Большое количество доступных коррозионных исследований позволяет подобрать вариант, который лучше всего подойдет для конкретной области применения. Далее в этом материале мы рассмотрим классификацию исследований коррозийных процессов, которые могут активно применяться в работе.
Лабораторная
Проверка проводится в лаборатории с применением специального оборудования. Ключевая задача подобного подхода – сформировать условия, которые были бы максимально приближены к эксплуатационным.
Применение средств контроля и датчиков помогает понять, как долго будет сопротивляться металл внешним агрессивным факторам, как они способны на него повлиять и какие методы защиты лучше использовать. Все данные фиксируются и заносятся в базу данных по конкретному материалу.
Эксплуатационная
Многие виды оборудования применяются в условиях, которые могут отличаться по степени негативного воздействия и другим факторам. Потому в искусственной среде формируются наиболее близкие показатели – уровень влажности, химический состав атмосферы, механическое воздействие.
Этот метод исследования помогает проверять многие технические приспособления. К ним относятся машины, агрегаты, оборудование разного назначения. Исследования могут применяться и для средств индивидуальной защиты, если они имеют важные металлические элементы конструкции.
Внелабораторная
Исследование проводится за пределами испытательного лабораторного полигона в естественных условиях. Это могут быть рабочие цеха, открытый воздух и другие места, которые способны сильно повлиять на уровень долговечности конкретного металлического предметам, его способность эффективно сопротивляться коррозии.
Факторы коррозийных исследований
Есть много аспектов, которые принимаются во внимание при организации коррозийных исследований. Объектом всегда становится оборудование, предмет из металла или деталь, которые либо обладают всеми характеристиками используемого массового варианта техники, либо являются им самим.
Важно создавать условия, которые были бы максимально приближены к эксплуатационным. Это можно сделать как в лаборатории, так и непосредственно на самом производстве.
Лучше всего испытания показывают себя в комплексе. Первоначально объект проверяется в лаборатории, потом переносится во внелабораторные условия. Тестирование в эксплуатационных условиях становится завершающим этапом. Все полученные данные документируются и заносятся в базу данных, становятся основанием для выбора метода защиты от коррозии.
Наконец, нельзя забывать и про такой значимый фактор, как время. Проверка может проводиться в ускоренном или длительном формате. Ускоренный вариант работы предполагает, что условия формируются искусственным образом, при этом нагнетаются так, чтобы оказать сильное коррозийное воздействие на металлический предмет.
Длительные испытания максимально приближены по своим условиям к естественным особенностям эксплуатации объекта. Время выбирается произвольно, а продолжительность воздействия должна внимательно контролироваться.
Показатели коррозии металлов и их практическое значение
В исследованиях большое значение имеет показатель коррозии металлов. Это величина, которая позволяет понять скорость протекания ржавения и разрушения материала в самых разных условиях.
Показатели коррозии можно разделить на две важные группы – количественные и качественные. Рассмотрим их далее.
Количественные показатели коррозии металлов
Эта группа позволяет понять, насколько сильно изменяется масса материала при распространении коррозии, устанавливается, насколько он склонен к разрушению.
Фиксируются показатели для разных вариантов протекания процесса – поверхностного, глубинного, очагового и других.
Также принимается во внимание изменение таких характеристик, как электрическое сопротивление и оптические данные. Принимается во внимание и оптический показатель.
Качественные показатели коррозии металла
Разрушение металла может протекать по разным схемам. Но к важным качественным показателям относятся такие, как:
- Микроисследования. Дают важные сведения об особенностях разрушения. Процесс помогает заглянуть вглубь структуры металла и установить, есть ли у него межкристаллическая коррозия, при каких условиях и с какой скоростью она начинает формироваться. Не менее важен и характер разрушения – как оно распространяется, что выступает в качестве катализатора, есть ли возможность уменьшить негативное воздействие.
- Наблюдение. Образцы проверяются со стороны, чтобы установить все важные визуальные характеристики. Этот процесс должен документироваться – применяется фотография, создание эскизов или текстовое описание. Если образец во время исследования помещается в раствор, определяется, меняет ли он свой цвет, плотность и другие характеристики.
- Применение индикаторов. Это нужно чтобы понять, какие участки образца являются катодными, а какие – анодными. Таким образом можно установить, как протекает разрушение, можно ли применять методы электрохимической защиты и другие аналогичные средства.
Практика показывает, что большинство показателей протекания коррозии можно измерить количественно.
Полученные сведения сравниваются с показателями – это помогает установить, как металл реагирует на попадание в разные среды.
Чтобы понять показатели местного коррозионного разрушения, нужно также учитывать различные параметры коррозии. Причина в том, что она может протекать скрытно, к примеру, иметь межкристаллический характер. Когда эти данные установлены, можно понять, на какую глубину распространяется процесс разрушения, какой вред он наносит материалу.
Есть несколько показателей коррозии металлов, которые позволяют получить все основные сведения о поведении материала в агрессивных средах. К ним относятся такие, как:
- Механический.
- Глубинный.
- Массовый.
- Объемный.
Есть также ряд других, но именно четыре перечисленных аспекта оказываются наиболее распространенными. В этом материале мы рассмотрим каждый из них наиболее подробно.
Механический показатель
Имеет большое значение, потому что позволяет понять, как именно меняются механические параметры металла, когда на него влияет коррозия.
В технической документации, которая сопровождает данные исследования, этот параметр обозначается как К. Для обозначения показателя предусмотрено процентное выражение.
Определяется параметр всегда по соотношению различных данных, что заметно помогает уточнить все ключевые сведения. К примеру, прочность рассчитывается по формуле Кσ = Δστ/Δστ0 и предполагается, что берется начальный показатель изменения ее предела и делится на максимальное растяжение, получаемое за период коррозии.
Массовый
Показатель коррозии обозначается как Km. Является важным по причине того, что из-за постепенного разрушения материала коррозия приводит к снижению его веса.
При исследовании такого показателя, проще всего использовать формулу Km± = m/(S×τ). В ней соотносятся такие факторы, как продолжительность процесса коррозии и площадь, охватываемая разрушением.
Специалисты отмечают, что массовый показатель коррозии может иметь как положительное, так и отрицательное воздействие. Причина в разном характере протекания коррозии. Она может заметно уменьшать массу образца, но также приводить к тому, что будут нарастать продукты коррозии. В таком случае итоговый вес станет только больше.
Пересчет показателя проводится по формуле Km- = Km+ ×(nok×AМe)/(nMe×Aok).
Глубинный
Этот показатель коррозии дает понять, насколько глубоко распространился процесс. Учитывается также время, которое на это потребовалось. Параметры глубины и времени могут быть разными, к примеру, миллиметры в год.
Допускается применение показателя и в ситуации, когда нужно понять, с какой скоростью на поверхности металла нарастают продукты коррозии. Толщина и отрезок времени также выбираются произвольно.
Объемный
Одним из точных показателей коррозии является объем выделяемого или поглощаемого в процессе газа. Фактор прописывается в технической документации как ΔV. Он выражен в см3/(см2•ч) и считается по формуле KV = ΔV/S•τ.
