Щілинна корозія - один з видів місцевої електрохімічної корозії металу. Щілинна корозія має на увазі посилене корозійне руйнування в щілинах, тріщинах, зазорах (фланцеві, нарізні сполучення, місця нещільного з'єднання металу з гумовими або іншими прокладними матеріалами і т.д.). щілинна корозія може протікати як в атмосфері повітря або газової суміші, так і в умовах змочування електролітом (морська вода). У морській атмосфері спостерігається в щілинах і зазорах між металом (трубопроводу, днища корабля або будь-який інший конструкції, що омивається водою) і обростають організмами (водорості, поліпи, різні мікроорганізми). При атмосферної щілинної корозії в щілинах, зазорах постійно накопичується і затримується волога, що обумовлює її перебіг.
Щілинна корозія була об'єктом вивчення багатьох дослідників, наприклад, І.Л. Розенфельда, І.К. Маршакова, Еванса, Мієрс, І.Б. Улановського.
Перебіг щілинної корозії
Цей вид корозійного руйнування може спостерігатися в розчинах, які містять окислювач (кисень), електролітах з підвищеною кислотністю.
Щілинна корозія протікає в умовах малої кількості окислювача, тому що його підхід до стінок вузької щілини утруднений. Поступово всередині щілини або зазору скупчуються продукти корозії. За рахунок їх гідролізу можлива зміна рН електроліту всередині зазору, а також кінетики катодного, анодного процесів.
Окислювач є катодних деполяризатором, а труднощі його підведення до металу щілини загальмовують протікання катодного процесу (при цьому збільшується його здатність до поляризації). Анодний процес протікає швидше, легше, а його здатність до поляризації зменшується. Зменшення рН електроліту призводить до утруднення освіти захисних оксидних плівок на металі всередині зазору і полегшення іонізації металу. Метал всередині щілини є анодом, а метал зовнішньої поверхні - катодом. Робота цієї макропари посилюється.
При сильному зменшенні поляризуемости анодного процесу велика ймовірність того, що подальший процес щілинної корозії піде з водневою деполяризацією, а це збільшує струм корозії.
Найбільш чутливими до щілинної корозії вважаються пасивуються метали, сплави. Це пов'язано з їх можливою активацією в зазорі. До таких належить алюміній, його сплави, хромисті, хромонікелеві сплави.
Через підкислення електроліту всередині щілини, поганого доступу окислювача, малої ефективності катодного процесу, який підтримує пасивний стан металів, можлива активація поверхні пасивного металу.
При щілинної корозії роль омічного фактора зазвичай маленька, в зазорах середньої глибини система може бути повністю заполярізована.
Цікавим фактом є те, що в одній щілини може виникнути макроелемент. В її вершині і середині накопичується велика кількість продуктів корозії - вони будуть анодом, а краю (місця з більш вільним підведенням окислювача до поверхні) гратимуть роль катода.
Методи захисту від щілинної корозії металів
У практиці захисту конструкцій від щілинної корозії існує п'ять основних методів.
1) Раціональне конструювання більш запобігає виникненню корозійного руйнування, ніж захищає метал. Воно передбачає при проектуванні розміщувати з'єднання, зазори так, щоб виключити потрапляння і застій вологи (агресивного середовища).
Бажано взагалі уникати зазорів і щілин. Наприклад, замість стикових з'єднань використовувати зварні, тому що, з точки зору захисту металів від щілинної корозії, вони мають значні переваги над Нахлесточного. Заклепувальні і болтові з'єднання також бажано замінювати звареними. Якщо ж уникнути утворення щілин і зазорів ніяк не можна, то сама конструкція повинна бути так спроектована, щоб волога не затримувалася в зазорах. Бажано уникати гострих кутів, ніш і т.п. (Місць, де буде затримуватися і утворитися конденсат). Якщо поверхню металу все ж в будь-яких місцях утворює невеликі щілини, то необхідно виключити контакт цього зазору з пористими матеріалами (деревина, азбест і т.п.), які вбирають і утримують в собі вологу.
2) Використання матеріалів мало або взагалі не схильних до щілинної корозії. До них відносяться стали марки Х18Н12МЗТ (хромонікелева сталь, що містить молібден), Х28 (високохромиста). Ще титан, його сплави мають гарну стійкість до даного виду корозійного руйнування.
3) Ущільнення щілин і зазорів. Один з основних методів захисту від щілинної корозії. У вже «забиті» щілини волога не потрапляє. Як ущільнювачі використовують різні види полімерних матеріалів, мастила, гуми, які заповнюють щілини, а також виключають появу зазорів.
При виборі ущільнювача необхідно звертати увагу на взаємодію основного металу і ущільнюючого матеріалу. Перспективним варіантом вважається поліетилен, фторопласти (при цьому температура не повинна перевищувати 250 ° С). Не бажано, щоб до складу ущільнювача входив азбест, тому що даний матеріал може посилити місцеву корозію. До вибору ущільнювача необхідно підходити з усією серйозністю. При цьому обов'язково потрібно враховувати його щільність, міцність, еластичність, стійкість до впливу лугів, розчинників, кислот, розчинів солей і т.п. Також ущільнюючий матеріал не повинен в процесі експлуатації виділяти шкідливі речовини і чинити негативний вплив на об'єкт, що захищається метал. Наприклад, під прокладками з неопрена сталь іноді руйнується, відбувається корозійне розтріскування. Це пов'язують з хлоридами, які входять до складу неопрена. Вони поступово виділяються, негативно впливаючи на сталь.
В якості ущільнювача дуже часто застосовуються гуми. При температурі 65 ° С гуму можна використовувати в контакті з сірчаною кислотою, концентрація якої не перевищує 50%, а фосфорної - 95%. У лугах і концентрованій соляній кислоті звичайні гуми досить стійкі при даній температурі. Якщо ущільнювач на основі бутилкаучуку - він більш стійкий.
4) Електрохімічний захист . Для титану і хромонікелевих сплавів застосовують анодний захист, а чавуну і вуглецевих сталей - катодний.
5) Ингибирование. Застосовують різні суміші інгібіторів , Анодні або катодні, а також змішані інгібітори великих концентрацій.
Це пов'язано з тим, що в зазорах підхід інгібітора до поверхні металу часто буває утруднений, тому концентрації, якої достатньо для запобігання рівномірної корозії, в умовах щілини недостатньо.
Дуже добре проявила себе в зазорах і щілинах суміш інгібіторів 0,75 г / л Na2HPO3 + 10 мг / л K2Cr2O7.
Якщо поверхню металу нагрівається (передає підвищену температуру), то на ньому часто відкладається суміш продуктів корозії, солей і різного роду забруднень. Ця маса ще називається шламом. Метал досить міцно зчіплюється з утворюється шламом, але корозійне середовище все одно проникає до його поверхні. Дану ситуацію також можна розцінювати як корозію в щілинах і зазорах, тому що умови розвитку корозійних процесів практично ідентичні.
Найчастіше застосовується кілька видів захисту одночасно.
