Что такое питтинг и чем опасна коррозия металла

Особый вид коррозии металла, известный как питтинг, может серьезно повредить материалы. В отличие от равномерной коррозии, которая вызывает крошечные, локализованные отверстия на поверхности металла, точечная коррозия вызывает небольшие, неравномерные отверстия на большей площади. Хотя на первый взгляд эти ямки могут показаться незначительными, они способны глубоко проникать и вызывать серьезные структурные недостатки. Поскольку точечная коррозия часто скрывается в трещинах или под поверхностными отложениями, ее бывает сложно выявить до тех пор, пока не будет нанесен значительный ущерб.

Поскольку металлические конструкции и компоненты могут оказаться под угрозой, этот вид коррозии особенно опасен. Питтинговая коррозия может повредить резервуары для хранения, трубопроводы и оборудование в промышленных условиях, ставя под угрозу безопасность и производительность труда. Со временем даже крошечная ямка может увеличиться и привести к образованию протечек или других проблем, которые могут потребовать дорогостоящего ремонта или представлять опасность.

Важно понимать, как развивается точечная коррозия, и выявлять ее симптомы на ранней стадии, чтобы избежать серьезных повреждений. Питтинговая коррозия может ускоряться под воздействием факторов окружающей среды, таких как воздействие химических веществ или хлорид-ионов в соленой воде. Защитные покрытия и регулярное техническое обслуживание являются решающими тактиками в борьбе с этой коварной проблемой. Мы можем увеличить срок службы металлических конструкций и гарантировать их надежность и безопасность, если будем действовать на опережение.

Внешнее проявление точечной коррозии

Существует несколько способов разрушения металла. Один из этих видов, точечная коррозия или питтинг, относится к локализованным дефектам на поверхности металла. Питтинговая коррозия в основном поражает титан, никель, нержавеющую сталь, алюминий и его сплавы. Она возникает при незначительном нарушении пассивного состояния материала.

Несмотря на незначительные проявления, питтинг весьма опасен для металла. Лишь в некоторых местах видны белые или красноватые крошечные точки, язвы и тонкие полоски; большая часть поверхности остается в своем типичном внешнем состоянии. Хотя на ранних стадиях пользователь их практически не замечает, их внешний вид обманчив, а глубина, как правило, значительна.

Причины, вызывающие точечную коррозию

Нарушение технологии, используемой при производстве металла, часто является условием возникновения точечной коррозии. Например, микрошпильки — включения, изменяющие нормальную структуру стали, — могут возникнуть при нарушении правил литья. Точечная коррозия может возникнуть и в некачественном металле из-за его чрезмерной пористости или наличия остаточной окалины.

Питтинг также возникает при эксплуатации стали и других металлов в агрессивных средах, например, в растворах, содержащих анионы, являющиеся активаторами и окислителями (соль, азотная кислота, морская вода, хлоридные соединения).

Ниже перечислены дополнительные причины образования точечной коррозии:

• механическое воздействие, приводящее к появлению сколов, царапин и вызывающее повреждение внешней защитной пленки;
• Чрезмерное внутреннее напряжение металла;
• Эксплуатация изделия при высоких температурах.

Неравномерная текстура поверхности также считается фактором риска, поскольку она увеличивает вероятность возникновения точечной коррозии на шероховатой нержавеющей стали по сравнению с гладкой, полированной нержавеющей сталью.

Особенности и схема развития точечной коррозии

Питтинг развивается быстрыми темпами. Изделие может проржаветь, если своевременно не устранить мелкие дефекты. Металл быстрее ржавеет в местах с более высокой температурой.

К развитию точечной коррозии приводят три этапа:

1. Первая стадия — возникновение. Обычно это происходит в зонах с ослабленной защитой, где пассивная пленка на поверхности металла была разорвана, или там, где имеет место неоднородность материала. После вытеснения кислорода акселератом слой оксида разрушается.
2. Вторая — питтинговый рост. Подчиняется законам электрохимических реакций. Вследствие растворения оксидной пленки в месте точечной коррозии усиливается анодный процесс, а нормальная поверхность становится катодом.
3. Третий — диффузное расширение. На этом этапе элемент коррозии перемещается вглубь, рядом могут образовываться новые ржавые точки.

В некоторых случаях на второй стадии развития питтинг переходит в стадию репассации. Это происходит, например, при изменении кислотности среды, чтобы сдвинуть реакцию в сторону пассивации. Точечная коррозия не может быть повторно пройдена, если она уже перешла в стадию диффузного роста.

Точечная форма

На картинке видно, что некоторые элементы имеют правильную форму, а другие выглядят неправильно. Пустоты в кристаллической решетке, образовавшиеся при возникновении питтинга, определяют его точную форму. Как правило, нержавеющая сталь, низколегированная сталь и простая (углеродистая) сталь проявляют неправильную точечную коррозию, в то время как алюминий проявляет правильные сплавы. Кроме того, классификация питтинга по форме выглядит следующим образом:

• полусферический, с блестящим, полированным дном;
• пластик;
• ограбленная, в том числе взаимосвязанная;
• в виде сложных многогранников;
• пирамидальная;
• Призматические.

Полусферически полированные элементы часто встречаются на сплавах из кобальта, никеля, титана, тантала и алюминия.

Если не принять меры, то питтинг — форма локальной коррозии металла — может вызвать серьезные структурные повреждения, образуя на поверхности крошечные, часто незаметные отверстия. Поскольку она глубоко проедает металл, ослабляя его целостность изнутри и, возможно, приводя к внезапным и неожиданным разрушениям, этот тип коррозии особенно опасен. Чтобы металлические конструкции и компоненты не подвергались точечной коррозии и имели более длительный срок службы, необходимо регулярное техническое обслуживание и нанесение защитных покрытий.

Классификация питтингов

Точечная коррозия классифицируется не только по форме, но и по размерам и особенностям развития.

По размеру

Размеры питтинговой коррозии могут варьироваться в зависимости от точного состава металла и окружающих факторов (температура, кислотность):

• микроскопический (микропилинг) — менее 0.1 мм;
• Обычная (точечная)-0.1-1 мм;
• Значительная (язва) — более 1 мм.

По особенностям развития

Питтинг бывает открытым, закрытым и поверхностным. Поверхностные элементы коррозии не захватывают более глубокие структуры металла; вместо этого они интенсивно развиваются по горизонтали. Они приводят к появлению выбоин небольшой глубины, которые легко заметны. Открытые пятна коррозии можно увидеть невооруженным глазом или они могут быть достаточно малы, чтобы их можно было разглядеть с помощью стандартного оптического оборудования. Если на поверхности появляется обширная точечная коррозия, этот вид ржавчины часто становится сплошным.

Когда речь идет о дальнейшей безопасности металлических изделий, закрытая коррозия считается наиболее опасной. Без приборов об этом невозможно подумать, поэтому элементы постепенно укореняются в металле и долгое время остаются незамеченными. Эти отверстия — результат закрытой точечной коррозии. Если своевременно не устранить первые признаки коррозии, изделие потеряет свою пригодность к эксплуатации.

Особый вид коррозии металла, называемый питтингом, хотя он обычно начинается с крошечных, незаметных пятен, может причинить серьезный вред. В отличие от равномерной коррозии, которая равномерно распределяется по поверхности, точечная коррозия поражает отдельные участки и образует глубокие полости. Эти ямки могут быстро поставить под угрозу структурную целостность металлических изделий, что приведет к непредвиденным поломкам и дорогостоящему ремонту.

Питтинг представляет опасность, так как может ослабить металл изнутри, глубоко проникая в него. В связи с этим он представляет особую опасность для жизненно важных объектов инфраструктуры, таких как трубопроводы, мосты и промышленное оборудование. Процесс разрушения может ускориться, если даже небольшая ямка разрастется и станет очагом дополнительной коррозии.

Металлические детали должны быть безопасными и долговечными благодаря предотвращению питтинга. Для решения этой проблемы хорошо подходят коррозионно-стойкие материалы, защитные покрытия и регулярные проверки. Вы можете предотвратить значительный ущерб и гарантировать постоянную надежность ваших металлических конструкций, приняв своевременные меры по устранению точечной коррозии.

В отраслях, где используются металлические компоненты, знание о точечной коррозии и ее рисках подчеркивает важность надлежащего технического обслуживания и профилактических мер. Вы можете снизить риски, связанные с этим коварным видом коррозии, и гарантировать долговечность и безопасность ваших металлических активов, если будете бдительны и проактивны.

Видео по теме

Что они приносят с собой наводнения…

Как не распыляться на все сразу? Что нужно прокачивать в первую очередь?

Как отобрать образцы жидкости для анализа в системах привода Cat®

Питтинг и точечная коррозия