Химическое сопротивление материалов

Классификация видов коррозии. Потери от коррозии металлов и сплавов

Коррозия классифицируется по следующим признакам:

1. Условия протекания коррозионного процесса. Согласно данному признаку различают щелевую, контактную, межкристаллитную коррозию, коррозию при трении, коррозию при полном, неполном и переменном погружении, также коррозию под напряжением.
2. Тип агрессивной среды. Согласно данному признаку различают газовую, биологическую, подземную, атмосферную коррозию, коррозию под воздействием блуждающих токов, а также коррозию в электролитах и не электролитах.
3. Характер разрушения. Согласно данному признаку различают сплошную коррозию, к которой относится равномерная, равномерная и избирательная коррозия и локальная, к которой относятся межкристаллитная, пятнистая, сквозная, точечная и сквозная коррозия.

Все потери, которые возникают в результате коррозии металлов и сплавов, делятся на:

1. Прямые потери. К данным потерям относятся: стоимость металла, превращенного в продукты коррозии; стоимость оборудования, которое вышло из строя в результате коррозионных процессов; увеличение припусков на коррозию, что является причиной увеличения расходов материалов и ухудшения конструкции; затраты на организацию защитных мероприятий.
2. Косвенные потери. К данным потерям относятся: расходы на внеплановый ремонт; недопроизводство продукции; возможность аварий; утечка продукции; уменьшение сечения трубопроводов; снижение качества готовой продукции.

Приблизительно 10 % потери металлов от коррозии приходится на нефтегазовую отрасль. Ито обусловлено высокой агрессивностью технологических сред, жесткими условиями эксплуатации оборудования и большой металлоемкостью оборудования. Например, в нефтеперерабатывающей отрасли металлоемкость оборудования в среднем составляет 32 килограмма на одну тонну перерабатываемой нефти, а результате коррозии расходуется около одного килограмма металла. Современная аппаратура нефтегазовой отрасли способна функционировать в широком интервале рабочих параметров. Например, температура может составлять от минус 60 до 900 градусов по Цельсию, а давление от глубокого вакуума до 150 мегапаскалей. Результатом этого является значительный рост потерь от коррозии, что приводит к серьезному экономическому ущербу.

Показатели коррозии

Для количественного выражения коррозии используются массометрический, объемный, глубинный, механический и токовый показатели коррозии.

Массометрический показатель коррозии представляет собой изменение массы материала в результате коррозионного процесса к единице времени и к единице поверхности образца. Формула для его расчета выглядит следующим образом:

$К = (m0-m1) / (s*t)$

где: m0 - масса образца до начала испытания; m0 - масса образца после испытания; s - площадь поверхности образца; t - продолжительность испытания. Объемный показатель коррозии является объемом выделенного или поглощенного газа в течении коррозионного процесса, к единице времени и единице поверхности материала. Для расчета данного показателя используется следующая формула:

$К = V / (s*t)$

где V - объем выделенного или поглощенного газа в течении коррозионного процесса.

Глубинным показателем учитывается уменьшение толщины материала из-за коррозионного процесса, которое выражается в линейных единицах к единице времени. Данный показатель удобен в случае сравнения коррозии материалов с различными плотностями. В случае равномерной коррозии формула для расчета глубинного показателя имеет следующий вид:

$П = (К*8,76) / р$

где: К - массометрический показатель коррозии; р - плотность материала.

Механический показатель коррозии может быть определен по изменению одного из основных показателей механических свойств материала за определенный промежуток времени, выраженный в процентах или относительных единицах. Допустим, если в качестве показателя механических свойств материала используется предел прочности, то механический показатель коррозии может быть рассчитан следующим образом:

$К = B2/В1$

где: В2 - изменение предела прочности после коррозии в течении определенного промежутка времени; В1 - предел прочности материала до начала коррозионного процесса.

Благодаря формуле Фарадея может быть рассчитан токовый показатель коррозии (при испытании металлического образца):

$К = (I*A*t) / (n*F)$

где: К - скорость коррозии по изменению массы материала; I - сила тока; F - константа Фарадея; n - валентность металла; А - атомный вес металла.

При количественной и качественной оценке коррозионной стойкости рекомендуется использовать десятибалльную шкалу.