Классификация и механизм атмосферной коррозии металлов

Основным фактором, определяющим механизм и скорость атмосферной коррозии, является степень увлажненности поверхности корродирующих металлов. По степени увлажненности корродирующей поверхности металлов различают следующие типы атмосферной коррозии металлов:

• 1) мокрую атмосферную коррозию — коррозию при наличии на поверхности металла видимой пленки влаги. Атмосферная коррозия этого типа наблюдается при относительной влажности воздуха около 100%, когда имеется капельная конденсация влаги на поверхности металла, а также при непосредственном попадании влаги на металл (дождь, обливание конструкции водой и т. п.);
• 2) влажную атмосферную коррозию — коррозию при наличии на поверхности металла тончайшей, невидимой пленки влаги, которая образуется в результате капиллярной, адсорбционной или химической конденсации при относительной влажности воздуха ниже 100%;
• 3) сухую атмосферную коррозию — коррозию при полном отсутствии пленки влаги на поверхности металла.

Деление это условнее, так как в практических условиях возможны взаимные переходы одного типа коррозии в другой. Качественная зависимость скорости атмосферной коррозии металлов от толщины слоя влаги на поверхности корродирующего металла показана на рис. 1.

Рис. 1 Характер зависимости скорости атмосферной коррозии металла от толщины слоя влаги h на поверхности металла:

I — область сухой атмосферной коррозии;

II — области влажной атмосферной коррозии;

III — область мокрой атмосферной коррозии;

IV — коррозия при полном погружении в электролит

По механизму протекания процесса атмосферная коррозия подразделяется на электрохимическую (мокрую и влажную атмосферную коррозию) и химическую (сухую).

Механизм сухой атмосферной коррозии металлов аналогичен химическому процессу образования и роста на металлах пленок продуктов коррозии. Процесс сухой атмосферной коррозии металлов сначала протекает быстро, но с большим торможением во времени так, что через некоторое время, порядка нескольких или десятков минут, устанавливается практически постоянная, и очень незначительная скорость (рис. 2), что обусловлено невысокими температурами атмосферного воздуха. Так образуются на металлах в кислороде или сухом воздухе тонкие окисные пленки, и поверхность металлов тускнеет. Если в воздухе содержатся другие газы, например сернистые соединения, защитные свойства пленки образующихся продуктов коррозии могут снизиться, а скорость коррозии в связи с этим несколько возрасти. Однако, как правило, сухая атмосферная коррозия не приводит к существенному коррозионному разрушению металлических конструкций.

Рис. 2 Кинетика роста окисных пленок на различных металлах в кислороде или сухом воздухе при комнатной температуре.

Мокрая атмосферная коррозия металлов по своему механизму приближается к электрохимической коррозии при полном погружении металла в электролит, отличаясь от нее меньшей затрудненностью диффузии кислорода тонкими слоями электролита и наличием энергичного самоперемешивания электролита в этих тонких слоях конвекцией. Этот вид атмосферной коррозии металлов протекает с преимущественным катодным контролем при основной роли диффузии кислорода.