Питингова корозія: причини. Методи захисту металів від корозії

Корозією називають руйнування поверхні матеріалів в результаті активно проходять окислювально-відновних процесів. Руйнування шарів матеріалу призводить до зниження міцності, електричної провідності, підвищення крихкості і пригнічення інших властивостей металу. В процесі експлуатації металевих виробів вони піддаються руйнівним діям різних видів і типів, серед яких виділяється питтинговая корозія. Вона найбільш небезпечна і непередбачувана.

Питингова корозія

На поверхні металевих виробів досить часто можна помітити невеликі поглиблення, точки бурого або коричневого кольору. Такі точки вчені називають питтингами, а процес їх появи – піттінговой корозії. Вона виникає на поверхні матеріалів, що контактують з морською водою, розчинами різних солей, хімічно агресивними середовищами і сприймають інші негативні фактори.


Питингова корозія вражає тільки пасивні метали і сплави, розвивається переважно в антикоррозионном шарі або по місцях різноманітних дефектів. «Точкові виразки можуть порушувати роботу різних виробів: від тонких мембран і мікросхем, до товстостінних агрегатів. Крім того, їх поява сприяє утворенню корозійних тріщин, істотно знижують задані характеристики матеріалу.

Схема руйнування металу

Для активації піттінговой корозії необхідна присутність двох реагентів – активаторів і пассиваторов. В якості активаторів найчастіше виступають аніони хлору, брому, йоду – вони містяться в більшості середовищ, в яких експлуатуються металеві вироби. Вони адсорбуються на поверхні металу і утворюють з його компонентами розчинні комплекси.


Як пассиваторов найчастіше виступає вода або гидроксильная група. Безпосередньо процес руйнування протікає за наступною схемою:

Іони-активатори адсорбуються на поверхні захисної (оксидної) плівки.

Відбувається процес заміщення іонів кисню на іони активатора процесу.

Утворюється велика кількість розчинних іонів, в результаті чого плівка руйнується.

В результаті цього виникає різниця потенціалів на поверхні матеріалу, що веде до появи локальних струмів, активізується бурхливий анодний процес. Іони-активатори при цьому переміщаються до вогнищ руйнування, з-за чого питтинговая корозія прогресує.

Різновиди піттінговой корозії

Вид піттінговой корозії варіюється в залежності від оточуючих умов, головним чином від температури, кислотності, хімічного складу речовин. Під дією цих факторів змінюється форма, розмір питтингов і їх розташування. Так, відповідно до розміру виділяють точкове руйнування:

мікроскопічне – розмір точок менше 01 мм;

звичайне – діаметр питтингов варіюється від 01 до 1 мм;

зле, коли освіти перевищують 1 мм в діаметрі.

В залежності від розташування питтинговая корозія може бути відкритого або закритого типу. У першому випадку виявити сліди руйнування практично неможливо – необхідно застосування спеціальних приладів. Цей вид корозії дуже часто веде до появи пробоїв.
Відкрите іржавіння помітно неозброєним поглядом. Нерідко питтинги зливаються в єдине утворення. При цьому руйнування матеріалу відбувається не в глибину, а в ширину, з-за чого виникають великі по площі дефекти.

Форма питтингов

Форма питтингов залежить від порожнеч усередині кристалічної решітки, які утворюються на перших етапах корозійного процесу. Найчастіше зустрічаються утворення неправильної форми – вони виникають на поверхні нержавіючої, низьколегованої і вуглецевої сталей, алюмінієвих, хромових, нікелевих сплавів, заліза. Напівсферичні виразки утворюються в результаті ізотропного розчинення. Цей процес схожий з електрополірування. Частково цим і пояснюється блискуче дно напівкруглих заглиблень. Найбільш схильні до подібного руйнування титанові, алюмінієві, нікелеві та кобальтові вироби, а також конструкції з танталу. Приблизно такий же вигляд має питтинговая корозія нержавіючих сталей. Крім того, питтинги можуть бути полиедрическими і огранованими. «Виразки» останнього типу дуже часто поєднуються один з одним, що призводить до виникнення великих напівсферичних руйнувань.

Причини появи

Основними причинами появи піттінговой корозії є порушення технології виробництва і механічний вплив на матеріал. В результаті порушення технології відливання в металі з'являються різноманітні микровключения, які порушують його структуру. Найбільш поширеним включенням можна назвати прокатну окалину. З-за механічного впливу дуже часто на поверхні виробів починає розвиватися питтинговая корозія. Причини цього криються в руйнуванні верхньої захисної плівки, порушення внутрішньої структури, вихід на поверхню меж зерен. Найбільш поширеним активізує процес фактором можна назвати динамічний вплив, що веде до появи мікротріщин. Питингова корозія металів розвивається швидше на шорстких поверхнях, а також під впливом агресивних середовищ – морської води, кислотних розчинів.

Методи захисту металу від піттінгової корозії

Для захисту металевих виробів від піттінгової корозії використовують три основних способи:

Ліквідація замкнутих систем за допомогою розчинів лужних сполук, сульфатів, хлору.

Введення до складу матеріалу компонентів з високою опірністю точкового іржавіння – молібдену, хрому, кремнію.

Використання катодного і анодного технології створення захисного шару.

Всі представлені методи захисту металів від корозії застосовні лише на виробництві, бо вимагають високотехнологічного обладнання і великих капіталовкладень. У побуті ж повністю виключити ризик появи питтингов неможливо. Вдається лише послабити вплив негативно діючих факторів за допомогою:

нанесення антикорозійних покриттів;

поліпшення умов експлуатації виробів;

зниження рівня кислотності середовища, з якою стикається матеріал.

Проте самим дійовим і доступним методом є ретельна полірування: зменшуючи шорсткість поверхні, ви одночасно підвищуєте її антикорозійну стійкість. Але для кращого ефекту краще використовувати всі методи захисту металів від корозії одночасно.