Техника - молодёжи 1978-10, страница 22

Недалеко от столицы Индии Дели стоит знаменитая железная колонна. Ее феноменально высокая устойчивость к коррозии была предметом жарких дискуссий на протяжении многих лет. Вначале предполагали, что весь секрет в высокой чистоте железа, нз которого она сделана. Поэтому кор-рознонисты обвннялн металлургов в том, что тем не под силу задача, с которой справились древние мастера 500 лет назад. Однако опыты показали: образцы особо чистого железа быстро покрываются ржавчиной в тех же самых климатических условиях, в каких находится делийская колонна. И лншь недавно ученые нашли ответ на эту загадку...

А почему, собственно, металл корродирует?

Такой вопрос может задать человек, совсем незнакомый с химией. Думается, гораздо правильнее было бы поставить вопрос прямо противоположный: «Почему металлы корродируют и разрушаются от коррозии настолько медленно, что могут служить годами, десятилетиями и веками?»

Ведь металлические руды образовались самопроизвольно н представляют собой естественные соединения металлов с неметаллами, содержащимися в земной коре нлн атмосфере. Затрачивая свободную энергию металлургического топлива или электрическую энергию, можно разорвать химические связи и отделить металл от неметаллов. Но как только металл выходнт нз металлургической печи, он вновь возвращается в среду, содержащую те же вещества, которые однажды уже перевели его в окисленное состояние. Понятно, что все должно начаться сначала.

Коррозия — это необходимый по химическим законам переход металла в естественные для него в земных условиях химические соединения. Этот процесс в разных условиях может протекать по-разному. Кусок железа, нагретый до красного каления в атмосфере кислорода, сгорает белым ослепительным фей

ерверком. Мелкий железный поро шок, полученный прн восстановле нии окислов водородом — так на зываемое пирофорное железо, — самопроизвольно воспламеняется н сгорает даже на воздухе. Некрашеная железная крыша городского дома разрушается от ржавления максимум за несколько лет. В сельской местности, где воздух не загрязнен промышленными отходами, она может прослужить десять лет и более.

Уже этот пример показывает, как сильно влияет на скорость коррозионного разрушения среда, в которой работает металл. И уже отсюда становится ясно, почему в XX веке, и особенно во второй его половине. так резко возросло значение противокоррозионной защиты.

Развитие промышленности неизменно идет по линин все более широкого использования высоких температур и давлений, более агрессивных сред, высоких скоростей потока, а также условий, когда на металл одновременно воздействуют н агрессивная среда, н высокие механические нагрузки. В этих условиях к коррозионной стойкости конструкционных металлических материалов и методам их защиты с каждым годом предъявляются все более жесткие требования, и технический прогресс очень часто идет через решение сложных коррозионных проблем. Ярким примером может служить авиация, прогресс в которой, связанный с использованием сплавов легких металлов, стал возможным только после того, как были созданы эффективные методы нх противокоррозионной защиты.

Развитие атомной энергетики получило широкую перспективу только тогда, когда удалось преодолеть серьезные трудности, связанные с коррозионным растрескиванием конструкционных сталей, используемых в условиях интенсивных тепловых потоков в воде и паре высоких параметров.

Широкое использование магистральных трубопроводов для транспортировки нефтн и газа было бы

экономически невыгодно и технн чески не оправдано, если бы не были созданы надежные методы защиты стальных труб от почвенной коррозии.

Известны случаи, когда эксплуатацию некоторых месторождений иефти и газа вынуждены былн прекращать из-за быстрой коррозии промыслового оборудования, вследствие высокого содержания сероводорода и углекислоты в пластовых водах. Возобновление эксплуатации таких месторождений было бы невозможным без разработки эффективных ингибиторов — веществ, замедляющих скорость сероводородной и углекислотной коррознн, — и методов закачки их в скважины.

Но это только одна сторона дела. Другая, не менее важная, — неуклонное возрастание потерь металла от коррозии, которые в про-мышленно развитых странах достигают размеров, сопоставимых с затратами на развитие крупнейших отраслей промышленности. Такой рост объясняется несколькими причинами. Во-первых, металл был и остается основным конструкционным материалом современной техники, н его производство неуклонно растет и будет расти. А поскольку коррозионные потерн пропорциональны металлическому фонду, рост последнего сопровождается и ростом потерь от коррозии.

Во-вторых, на быстрый рост потерь от коррозии сильно влияет изменение структуры использования металлов в народном хозяйстве. Если до 1930-х годов основными потребителями металла былн железнодорожный транспорт, коммунальное хозяйство и станкостроение, то за прошедшие десятилетия сильно возрос удельный вес потребителей, использующих металл в средах с повышенной агрессивностью. Это прежде всего предприятия химической, нефтехимической, бумажно-целлюлозиой промышленности и цветной металлургии, а также тепловая и атомная энергетика, автомобильный и трубопроводный транспорт, авиация, морской флот н некоторые другие.

Третья причина повышения отио-