Что такое коррозионная стойкость металла
Обновлено: 26.04.2024
В последние годы в России получили достаточно широкое распространение получили декоративные и утеплительные системы с воздушным зазором – так называемые навесные фасадные системы (НФС). Эти конструкции представляют собой достаточно сложные комбинации из металлических и неметаллических частей.
Долговечность и надежность металлоконструкций определяется не только совокупностью физических, механических и химических (в том числе и коррозионной стойкостью) свойств применяемых материалов, но и скоростью деградации этих свойств.
Так как пока не обнаружено абсолютно коррозионностойких материалов, то необходимо учитывать постепенную деградацию рабочих свойств материалов и необходимость применения дополнительных мер противокоррозионной защиты. Нельзя также забывать и о действии знакопеременных ветровых нагрузок, которые могут приводить к возникновению коррозионно-механических разрушений. Известны случаи, когда преждевременный выход из строя металлоконструкций из-за коррозии явился не следствием трудностей, для преодоления которых требовалось создание нового материала или метода защиты, а результатом неудачного выбора материала или конструкции.
При устройстве несущих конструкций НФС используются в основном три группы металлических конструкционных материалов – нелегированные (или низколегированные) стали, алюминиевые сплавы и коррозионностойкие стали. Эти материалы заметно различаются по своим механическим и физико-химическим свойствам. Для улучшения эксплуатационных характеристик используемые материалы подвергаются дополнительной термомеханической и химической обработке.
Элементы фасадных систем в процессе эксплуатации подвергаются воздействию агрессивных компонентов внешней атмосферы, которое приводит к коррозии применяемых разнородных материалов, поэтому для определения коррозионной стойкости используемых материалов необходимо учитывать постоянный воздухообмен «внутренней» и внешней атмосфер, а также сезонное изменение агрессивности среды. Так как навесные фасады не являются герметичной системой, то на элементах подконструкций неизбежно происходит оседание пыли и конденсата водяных паров, содержащих агрессивные агенты, и проникновение к ним атмосферных осадков через зазоры облицовки.
В настоящее время опубликованные данные по определению реального коррозионного износа материалов подконструкций НФС отсутствуют, но в качестве опорных справочных данных следует использовать накопленные экспериментальные результаты. Так в [1 - 3] приведены значения средних скоростей коррозии в различных по степени агрессивности атмосферах, полученные в результате многолетних испытаний, проведенных в 60-80-х гг. ХХ века. Данные значения в открытой атмосфере промышленного города (Москва, Нью-Йорк) составляют: около 50 мкм/год- для нелегированной стали, 3-5 мкм/год - для цинковых покрытий и 0,5-1,0 мкм/год для алюминия. В сельской местности скорость коррозии ниже и составляет 0,5-1,0 мкм/год и 0,5 мкм/год для цинка и алюминия соответственно. Скорость коррозии указанных металлов при испытании под навесом оказалась в среднем на 30% меньше, чем при открытой экспозиции, ав контакте с пористыми строительными материалами - на 30-50% выше.
В соответствии с СНИП 2.03.11-85 и ГОСТ 9.039-74 можно приблизительно определить степень агрессивности внешней атмосферы по концентрации основных загрязняющих веществ и степени увлажнения поверхности металлоконструкций.
В то же время не следует забывать, что разные вещества отличаются различной коррозионной активностью по отношению к основным конструкционным материалам, а кроме того, содержание агрессивных веществ и влажность атмосферы изменяется в зависимости от времени года.
Степень коррозионной агрессивности атмосферы устанавливается для конкретных групп металлов и покрытий в зависимости от их стойкости к воздействию комплекса климатических факторов. В частности, для изделий из оцинкованной низкоуглеродистой стали (исполнение УХЛ1 по ГОСТ 15150-69) скорость коррозии составляет от 1 до 10 мкм/год в указанных условиях при продолжительности увлажнения поверхности 3000-4000 ч/год, что означает 3-4 балл коррозионной стойкости (стойкий материал) и 2-3 степень коррозионной агрессивности атмосферы (по ГОСТ 9.039-74).
Однако, часто приходиться сталкиваться с применением наиболее дешевого типа оцинкованной стали с слоем цинка толщиной не более 12 мкм -в этом случае разрушение покрытия и коррозия стальной основы может проявиться уже через 0,5-2 года после начала эксплуатации (рис. 1).
Рис. 1. Ограждение - оцинкованная сталь (6 месяцев после установки, г. Люберцы, Московская обл.)
Неблагоприятные атмосферные условия могут привести к коррозионным повреждениям изделия не только из обычных низкоуглеродистых, но и коррозионностойких сталей.
Следует понимать, что термин «коррозионностойкие» относится к легированным сталям, содержащим более 12,5 % хрома, однако, все они предназначены для эксплуатации в разных условиях. В частности, ферритные стали типа Х13 или Х17 при определенных условиях (например, при воздействии хлоридов) достаточно быстро подвергаются локальной коррозии (рис. 2).
Рис. 2. Оконное обрамление - коррозионностойкая сталь 12Х17 (5 лет эксплуатации, г. Москва, 5 м от проезжей части)
При обсуждении проблем коррозионной стойкости и долговечности металлоконструкций не следует забывать о том, что мы всегда имеем дело не с одним материалом, а с разного рода сопряжениями, которые в реальных условиях эксплуатации представляют собой гальванические элементы. Сказанное означает необходимость учитывать и возможность контактной коррозии сопрягаемых деталей. Эти гальванопары в зависимости от внешних условий (в частности, влажности, загрязненности) могут быть и безопасными и весьма опасными [ 4, 5 ].
Наиболее часто встречающиеся сопряжения в составе подконструкций НФС:
- коррозионностойкая сталь – коррозионностойкая сталь;
- коррозионностойкая сталь – алюминиевый сплав;
- коррозионностойкая сталь– оцинкованная сталь;
- коррозионностойкая сталь – оцинкованная окрашенная сталь;
- алюминиевый сплав– оцинкованная сталь;
- алюминиевый сплав– оцинкованная окрашенная сталь;
- оцинкованная сталь– оцинкованная сталь;
- оцинкованная окрашенная сталь – оцинкованная окрашенная сталь;
Наиболее неблагоприятным следует считать соединение деталей из неанодированных алюминиевых сплавов с коррозионностойкой или неокрашенной оцинкованной сталями – в этом случае разрушаются и алюминиевый сплав и оцинкованная сталь, причем разрушение в ряде случаев происходит быстрее, чем вне контакта. Особенно этот момент надо учитывать при эксплуатации металлоконструкций в среднеагрессивной атмосфере – городской влажной промышленной и приморской средах. Так в приморской атмосфере анодированный на толщину 10-12 мкм алюминиевый сплав 6063 в контакте с оцинкованной стальной заклепкой подвергся расслаивающей коррозии за 6 лет эксплуатации.
Рис. 3. – анодированный алюминиевый сплав 6063 (5 лет эксплуатации, Италия, 250 м от моря)
В то же время в слабоагрессивной атмосфере анодирование существенно тормозит коррозию и в процессе эксплуатации в течение 15 лет не обнаружено коррозионных повреждений профиля из анодированного сплава 6063 (при толщине анодного оксида 10-15 мкм).
Наиболее частым следствием применения разнородных материалов в одной конструкции является возникновение контактной и щелевой коррозии. Гораздо менее очевидной, но более опасной для надежности конструкции является возможность развития в зоне контакта «локальной» коррозии (рис. 4), которая может привести в итоге к «выкрашиванию» крепежа.
Рис. 4. Неопосредственный контакт коррозионностойкой стали (кляммер) с анодированным алюминиевым сплавом АД31.
а – внешний вид соединения;
б – поверхность направляющей в месте контакта;
в – поперечный шлиф в месте контакта.
Внешний вид поверхности контакта свидетельствует о том, что коррозионному разрушению подверглись участки механического повреждения слоя анодного оксида при конденсации коррозионной среды в щелевом зазоре.
Сказанное выше означает, что для большей части металлоконструкций (и в первую очередь, из оцинкованной стали) необходимо применять дополнительную защиту в виде лакокрасочных материалов, представляющих собой многослойную систему покрытий (грунт, промежуточное и финишное покрытия), а также стремиться к изоляции мест контакта разнородных материалов.
Литература
1. А. М. Подвальный «СтройПРОФИль» 8 (30), 2003
2. И. Л. Розенфельд. «Атмосферная коррозия металлов», М.:АН СССР, 1960.
3. Ву Динь Вуй «Атмосферная коррозия металлов в тропиках» М.: Наука, 1994.
4. И. Л. Розенфельд «Коррозия и защита металлов», М.:Металлургия, 1970.
5. В. С. Синявский, В. Д. Калинин //Защита металлов, 2005, т. 41, № 4.
Коррозионная стойкость
Способность материала противостоять воздействию коррозионной среды без изменения своих свойств. Для металла это может быть местное поражение поверхности — питтинг или ржавление; для органических материалов — это образование волосных трещин.
(Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО "Профессионал", НПО "Мир и семья"; Санкт-Петербург, 2003 г.)
Смотреть что такое "Коррозионная стойкость" в других словарях:
Коррозионная стойкость — способность металла сопротивляться коррозионному воздействию среды. Источник: snip id 5429: Руководство по проектированию и защите от коррозии подземных металлических сооружений связи Ко … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Коррозионная стойкость — Коррозионная стойкость способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях. Для оценки скорости коррозии используются как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего… … Википедия
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ — способность материалов сопротивляться коррозии. У металлов и сплавов определяется скоростью коррозии, т. е. массой материала, превращенной в продукты коррозии, с единицы поверхности в единицу времени, либо толщиной разрушенного слоя в мм в год.… … Большой Энциклопедический словарь
коррозионная стойкость — Способность материала противостоять воздействию коррозионной среды без изменения своих свойств. Для металла это может быть местное поражение поверхности — питтинг или ржавление; для органических материалов — это образование волосных… … Справочник технического переводчика
коррозионная стойкость — способность материалов сопротивляться коррозии. У металлов и сплавов определяется скоростью коррозии, то есть массой материала, превращённого в продукты коррозии, с единицы поверхности в единицу времени, либо толщиной разрушенного слоя в… … Энциклопедический словарь
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ — свойство материалов противостоять коррозии. Коррозионная стойкость определяется массой материала, превращаемой в продукты коррозии в единицу времени с единицы площади изделия, находящегося во взаимодействии с агрессивной средой, а также размером… … Металлургический словарь
коррозионная стойкость — atsparumas korozijai statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Metalo gebėjimas priešintis korozinės aplinkos poveikiui. atitikmenys: angl. corrosion resistance vok. Korrosionswiderstand, m; Rostbeständigkeit, f; Rostsicherheit … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
коррозионная стойкость — korozinis atsparumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalo atsparumas aplinkos medžiagų poveikiui. atitikmenys: angl. corrosion resistance rus. коррозионная стойкость … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
коррозионная стойкость строительного материала — Относительная способность строительного материала в изделии или конструкции в течение определенного срока сопротивляться воздействию агрессивной среды. [СТ СЭВ 4419 83] Тематики защита от коррозии в строительстве … Справочник технического переводчика
Коррозионная стойкость материала — Относительная способность материала в изделии или конструкции в течение определенного срока сопротивляться воздействию агрессивной среды Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Коррозионная стойкость — способность материалов сопротивляться коррозии, определяющаяся скоростью коррозии в данных условиях. Для оценки скорости коррозии используются как качественные, так и количественные характеристики. Изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры являются примерами качественной оценки скорости коррозии. Для количественной оценки можно использовать:
- время, истекшее до появления первого коррозионного очага;
- число коррозионных очагов, образовавшихся за определённый промежуток времени;
- уменьшение толщины материала в единицу времени;
- изменение массы металла на единице поверхности в единицу времени;
- объём газа, выделившегося (или поглощённого) в ходе коррозии единицы поверхности за единицу времени;
- плотность тока, соответствующая скорости данного коррозионного процесса;
- изменение какого-либо свойства за определённое время коррозии (например, электросопротивления, отражательной способности материала, механических свойств).
Разные материалы имеют различную коррозионную стойкость, для повышения которой используются специальные методы. Так, повышение коррозионной стойкости возможно при помощи легирования (например, нержавеющие стали), нанесением защитных покрытий (хромирование, никелирование, алитирование, цинкование, окраска изделий), пассивацией и др. Устойчивость материалов к воздействию коррозии, характерной для морских условий, исследуется в камерах солевого тумана.
Источники
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Коррозионная стойкость — Corrosion resistance Коррозионная стойкость. Способность материала противостоять воздействию коррозионной среды без изменения своих свойств. Для металла это может быть местное поражение поверхности питтинг или ржавление; для органических… … Словарь металлургических терминов
металлов, способность металла или сплава сопротивляться коррозионному воздействию среды. К. с. определяется скоростью коррозии в данных условиях. Скорость коррозии характеризуется качественными и количественными показателями. К первым относятся: изменение внешнего вида поверхности металла, изменение его микроструктуры и др. Количественными показателями служат: время до появления первого коррозионного очага или число коррозионных очагов за определённый промежуток времени; уменьшение толщины металла, отнесённое к единице времени; изменение массы металла, отнесённое к единице поверхности и единице времени; объём газа, выделившегося (водород) или поглощённого (кислород) в процессе коррозии металла, отнесённый к единице поверхности и единице времени; плотность тока, соответствующая скорости данного коррозионного процесса; изменение (в процентах) какого-либо показателя механических свойств, электрического сопротивления, отражательной способности металла за определённое время коррозионного процесса. Для оценки К. с. металлов в различных условиях существует ряд шкал, из которых наиболее распространённой и рекомендуемой является десятибалльная (см. Коррозия металлов).
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .
Что такое коррозионная стойкость металла
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
Единая система защиты от коррозии и старения
МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ
Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости
Unified system of corrosion and ageing protection. Metals and alloys. Methods for determination of corrosion and corrosion resistance indices
Дата введения 1987-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
Л.И.Топчиашвили, Г.В.Козлова, канд. техн. наук (руководители темы); В.А.Атанова, Г.С.Фомин, канд. хим. наук, Л.М.Самойлова, И.Е.Трофимова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31.10.85 N 3526
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4815-84, СТ СЭВ 6445-88
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, приложения
6. ПЕРЕИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в октябре 1989 г. (ИУС 2-90)
Настоящий стандарт устанавливает основные показатели коррозии и коррозионной стойкости (химического сопротивления) металлов и сплавов при сплошной, питтинговой, межкристаллитной, расслаивающей коррозии, коррозии пятнами, коррозионном растрескивании, коррозионной усталости и методы их определения.
Показатели коррозии и коррозионной стойкости используют при коррозионных исследованиях, испытаниях, проверках оборудования и дефектации изделий в процессе производства, эксплуатации, хранения.
1. ПОКАЗАТЕЛИ КОРРОЗИИ И КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ
1.1. Показатели коррозии и коррозионной стойкости металла определяют в заданных условиях, учитывая их зависимость от химического состава и структуры металла, состава среды, температуры, гидро- и аэродинамических условий, вида и величины механических напряжений, а также назначение и конструкцию изделия.
1.2. Показатели коррозионной стойкости могут быть количественными, полуколичественными (балльными) и качественными.
1.3. Коррозионную стойкость следует, как правило, характеризовать количественными показателями, выбор которых определяется видом коррозии и эксплуатационными требованиями. Основой большинства таких показателей является время достижения заданной (допустимой) степени коррозионного поражения металла в определенных условиях.
Показатели коррозионной стойкости, в первую очередь время до достижения допустимой глубины коррозионного поражения, во многих случаях определяют срок службы, долговечность и сохраняемость конструкций, оборудования и изделий.
1.4. Основные количественные показатели коррозии и коррозионной стойкости металла приведены в таблице. Для ряда коррозионных эффектов (интегральных показателей коррозии) приведены соответствующие им скоростные (дифференциальные) показатели коррозии.
Основные количественные показатели коррозии и коррозионной стойкости
Коррозионный эффект (интегральный показатель коррозии)
Скоростной (дифференциальный) показатель коррозии
Показатель коррозионной стойкости
Глубина проникновения коррозии
Линейная скорость коррозии
Время проникновения коррозии на допустимую (заданную) глубину*
Потеря массы на единицу площади
Скорость убыли массы
Время до уменьшения массы на допустимую (заданную) величину*
Степень поражения поверхности
Время достижения допустимой (заданной) степени поражения*
Максимальная глубина питтинга
Максимальная скорость проникновения питтинга
Минимальное время проникновения питтингов на допустимую (заданную) глубину*
Максимальный размер поперечника питтинга в устье
Минимальное время достижения допустимого (заданного) размера поперечника питтинга в устье*
Степень поражения поверхности питтингами
Время достижения допустимой (заданной) степени поражения*
Скорость проникновения коррозии
Время проникновения на допустимую (заданную) глубину*
Снижение механических свойств (относительного удлинения, сужения, ударной вязкости, временного сопротивления разрыву)
Время снижения механических свойств до допустимого (заданного) уровня*
Глубина (длина) трещин
Скорость роста трещин
Время до появления первой трещины**
Снижение механических свойств (относительного удлинения, сужения)
Время до разрушения образца**
Уровень безопасных напряжений** (условный предел длительной коррозионной прочности**)
Пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозионном растрескивании**
Количество циклов до разрушения образца**
Условный предел коррозионной усталости**
Пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозионной усталости**
Степень поражения поверхности отслоениями
Суммарная длина торцов с трещинами
При линейной зависимости коррозионного эффекта от времени соответствующий скоростной показатель находят отношением изменения коррозионного эффекта за определенный интервал времени к величине этого интервала.
При нелинейной зависимости коррозионного эффекта от времени соответствующий скоростной показатель коррозии находят как первую производную по времени графическим или аналитическим способом.
1.5. Показатели коррозионной стойкости, отмеченные в таблице знаком*, определяют из временной зависимости соответствующего интегрального показателя коррозии графическим способом, приведенным на схеме, или аналитически из его эмпирической временной зависимостиПоказатели коррозионной стойкости при воздействии на металл механических факторов, в том числе остаточных напряжений, отмеченные в таблице знаком**, определяют непосредственно при коррозионных испытаниях.
Схема зависимости коррозионного эффекта (интегрального показателя) от времени
1.6. Допускается использование наряду с приведенными в таблице показателями других количественных показателей, определяемых эксплуатационными требованиями, высокой чувствительностью экспериментальных методов или возможностью использования их для дистанционного контроля процесса коррозии, при предварительном установлении зависимости между основным и применяемым показателями. В качестве подобных показателей коррозии с учетом ее вида и механизма могут быть использованы: количество выделившегося и (или) поглощенного металлом водорода, количество восстановившегося (поглощенного) кислорода, увеличение массы образца (при сохранении на нем твердых продуктов коррозии), изменение концентрации продуктов коррозии в среде (при их полной или частичной растворимости), увеличение электрического сопротивления, уменьшение отражательной способности, коэффициента теплопередачи, изменение акустической эмиссии, внутреннего трения и др.
Для электрохимической коррозии допускается использование электрохимических показателей коррозии и коррозионной стойкости.
При щелевой и контактной коррозии показатели коррозии и коррозионной стойкости выбирают по таблице в соответствии с видом коррозии (сплошная или питтинговая) в зоне щели (зазора) или контакта.
1.7. Для одного вида коррозии допускается характеризовать результаты коррозионных испытаний несколькими показателями коррозии.
При наличии двух или более видов коррозии на одном образце (изделии) каждый вид коррозии характеризуют собственными показателями. Коррозионную стойкость в этом случае оценивают по показателю, определяющему работоспособность системы.
1.8. При невозможности или нецелесообразности определения количественных показателей коррозионной стойкости допускается использовать качественные показатели, например, изменение внешнего вида поверхности металла. При этом визуально устанавливают наличие потускнения; коррозионных поражений, наличие и характер слоя продуктов коррозии; наличие или отсутствие нежелательного изменения среды и др.
На основе качественного показателя коррозионной стойкости дают оценку типа: стоек - не стоек, годен - не годен и др.
Изменение внешнего вида допускается оценивать баллами условных шкал, например, для изделий электронной техники по ГОСТ 27597.
1.9. Допустимые показатели коррозии и коррозионной стойкости устанавливают в нормативно-технической документации на материал, изделие, оборудование.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОРРОЗИИ
2.1. Сплошная коррозия
2.1.1. Потерю массы на единицу площади поверхности , кг/м, вычисляют по формуле
Читайте также: