Ταξινόμηση της διάβρωσης των μεταλλικών υλικών

Ο σκοπός της ταξινόμησης της διάβρωσης των μεταλλικών υλικών είναι η καλύτερη κατανόηση των νόμων της διάβρωσης. Ωστόσο, λόγω της πολυπλοκότητας του φαινομένου και του μηχανισμού της μεταλλικής διάβρωσης, υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την ταξινόμηση της διάβρωσης, οι οποίες δεν έχουν ακόμη ενοποιηθεί. Γενικά, η συμπεριφορά διάβρωσης και οι μέθοδοι ελέγχου της μπορούν να ταξινομηθούν συστηματικά με βάση διαφορετικές προοπτικές όπως η μορφολογία της διάβρωσης, η θέση εμφάνισης, ο περιβαλλοντικός τύπος και τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας διάβρωσης.

Η ευρέως αποδεκτή ταξινόμηση των εντύπων διάβρωσης περιλαμβάνει σήμερα τις ακόλουθες 8 κατηγορίες:
(1) Ομοιόμορφη διάβρωση ή ολοκληρωμένη διάβρωση: η διάβρωση κατανέμεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη τη μεταλλική επιφάνεια. Παρόλο που αυτός ο τύπος βλάβης διάβρωσης είναι ο μεγαλύτερος από την άποψη της απώλειας ποιότητας, η βλαπτική της είναι σχετικά ελεγχόμενη από την τεχνική άποψη. Εφόσον ο ρυθμός διάβρωσης καθορίζεται μέσω πειραμάτων, το επίδομα διάβρωσης μπορεί να διατηρηθεί στο σχεδιασμό για να εξασφαλιστεί η δομική ασφάλεια.
(2) Γαλβανική διάβρωση ή διμεταλλική διάβρωση: Όταν δύο μέταλλα με διαφορετικά δυναμικά ηλεκτροδίων έρχονται σε επαφή σε ένα διαβρωτικό μέσο, ​​το μέταλλο με αρνητικό δυναμικό ενεργεί ως άνοδο για την επιτάχυνση της διάβρωσης, ενώ το μέταλλο με θετικό δυναμικό προστατεύεται από την καθοδική προστασία.
(3) Διάβρωση χάσματος: Σε περιοχές όπως κενά σε μεταλλικές δομές, ζώνες επαφής με φλάντζα, επικαλύψεις ή κάτω από καταθέσεις, τα κύτταρα συγκέντρωσης σχηματίζονται λόγω διαφορών στη σύνθεση του συγκρατημένου υγρού και του κύριου διαλύματος, οδηγώντας σε επιτάχυνση της τοπικής διάβρωσης. Αυτός ο τύπος διάβρωσης είναι κοινός σε συνδέσεις φλάντζας, συνδετήρες με σπείρωμα και σε άλλες περιοχές.
(4) Διάβρωση μικρών οπών (σκασίματα): Είναι μια εξαιρετικά εντοπισμένη μορφή διάβρωσης, που χαρακτηρίζεται από το σχηματισμό μικρών και βαθιών οπών στην μεταλλική επιφάνεια, η οποία μπορεί να διεισδύσει ακόμη και στον εξοπλισμό και να προκαλέσει μεγάλη βλάβη. Η διάβρωση των πόρων εμφανίζεται συχνά σε συγκεκριμένα μέσα, όπως τα ιόντα χλωριούχου και έχει απόκρυψη και ξαφνότητα.
(5) Διακρατική διάβρωση: Η διάβρωση συμβαίνει κατά μήκος των ορίων των κόκκων, με αποτέλεσμα την απώλεια της προσκόλλησης των κόκκων και την απότομη μείωση των μηχανικών ιδιοτήτων υλικών, ενώ η εμφάνιση μπορεί να μην παρουσιάζει σημαντικές αλλαγές. Που συνήθως παρατηρούνται σε υλικά όπως ανοξείδωτο χάλυβα ή κράμα αλουμινίου μετά από θερμική επεξεργασία σε ευαίσθητες περιοχές θερμοκρασίας.
(6) Επιλεκτική διάβρωση: Τα πιο ενεργά συστατικά στο κράμα διαλύονται πρώτα, όπως η απομάκρυνση ψευδαργύρου από την απομάκρυνση από ορείχαλκο και η απομάκρυνση από αλουμίνιο από κράματα χαλκού, με αποτέλεσμα αλλαγές στην επιφανειακή σύνθεση του υλικού και σημαντική αποικοδόμηση των μηχανικών του ιδιοτήτων.
(7) Φορέστε και διάβρωση: Κάτω από τη συνδυασμένη δράση των διαβρωτικών μέσων και της μηχανικής φθοράς, η επιφάνεια του υλικού υφίσταται επιταχυνόμενη ζημιά. Συνήθως βρίσκεται στον εξοπλισμό μεταφοράς υγρών, όπως αντλίες, βαλβίδες και αγωγούς, είναι το αποτέλεσμα της συνεργιστικής επίδρασης της ηλεκτροχημικής διάβρωσης και της διάβρωσης των υγρών.
(8) Διάβρωση στρες: Κάτω από τη συνδυασμένη δράση του στρες εφελκυσμού και των συγκεκριμένων διαβρωτικών μέσων, οι ρωγμές εμφανίζονται στην επιφάνεια του υλικού και διαδίδονται ταχέως, συχνά οδηγώντας σε εύθραυστο κάταγμα σε τάσεις κάτω από την αντοχή απόδοσης, η οποία είναι εξαιρετικά καταστροφική.

Εκτός από την ταξινόμηση με μορφολογία, η διάβρωση μπορεί επίσης να ταξινομηθεί από άλλες διαστάσεις. Σύμφωνα με τη θέση της εμφάνισης, μπορεί να χωριστεί σε ολοκληρωμένη διάβρωση και εντοπισμένη διάβρωση. Σύμφωνα με το διαβρωτικό περιβάλλον, μπορεί να χωριστεί σε χημική μέση διάβρωση, ατμοσφαιρική διάβρωση, διάβρωση θαλασσινού νερού και διάβρωση του εδάφους κ.λπ. Σύμφωνα με τον μηχανισμό, μπορεί να χωριστεί σε χημική διάβρωση, ηλεκτροχημική διάβρωση και φυσική διάβρωση.

Αξίζει να το σημειώσετετιτάνιοκαι τα κράματά του παρουσιάζουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε διάφορους τύπους διαβρωτικών περιβαλλόντων που αναφέρονται παραπάνω. Το τιτάνιο μπορεί να σχηματίσει μια πυκνή και εξαιρετικά συγκολλητική μεμβράνη οξειδίου (κυρίως TiO ₂) στην επιφάνεια του, η οποία μπορεί γρήγορα να αποκαταστήσει ακόμα και μετά από βλάβη. Ως εκ τούτου, το τιτάνιο έχει εξαιρετική αντίσταση στην ομοιόμορφη διάβρωση, τη διάβρωση και τη διάβρωση της σχισμής σε οξειδωτικά μέσα, θαλασσινό νερό, περιβάλλοντα χλωριούχου και διάφορα οξέα και αλκάλια. Επιπλέον, το τιτάνιο έχει επίσης ισχυρή αντίσταση στη διάσπαση της διάβρωσης του στρες, ιδιαίτερα σημαντικά καλύτερα από τα κράματα από ανοξείδωτο χάλυβα και αλουμινίου σε περιβάλλοντα ιόντων χλωριούχου. Ωστόσο, καθώς το τιτάνιο είναι ένα ενεργό μέταλλο, μπορεί να διαβρωθεί σε ορισμένα μη οξειδωτικά περιβάλλοντα (όπως συμπυκνωμένα μειωμένα οξέα) και υπάρχει κίνδυνος θύελλης υδρογόνου. Ως εκ τούτου, σε συγκεκριμένες εφαρμογές, είναι ακόμα απαραίτητο να επιλέξουμε και να αξιολογούνται τα υλικά εύλογα βάσει των μέσων συνθηκών.

Παρόλο που οι υπάρχουσες μέθοδοι ταξινόμησης διάβρωσης εξακολουθούν να μην είναι αυστηρά ενοποιημένες, παρέχουν ένα πρακτικό πλαίσιο για τους ερευνητές και τους μηχανικούς να κατανοούν συστηματικά τους νόμους διάβρωσης από τις προοπτικές των διαβρωτικών μέσων, των μηχανισμών εμφάνισης και των μορφολογικών χαρακτηριστικών, έτσι ώστε να εφαρμόζουν πιο αποτελεσματικά την προστασία της διάβρωσης και τις στρατηγικές ελέγχου.