Описание того, что такое питтинг

Под такой коррозией понимают локальное разрушение металлоконструкций и разнообразных металлоизделий, работающих в морских и нейтральных водах и в других средах.

Она чаще всего формируется тогда, когда основной металл характеризуется пассивным состоянием. Питтинговая коррозия описывается очень быстрым течением.

Питтинговая коррозия – коварный вид разрушения пассивных металлов и сплавов

Питтинг: как проявляется и способы его предотвращения

Поэтому она нередко становится причиной возникновения точечного сквозного разрушения нержавеющих сталей.

Схема обычной питтинг-коррозии выглядит следующим образом:

  • на поверхности металлических конструкций с защитной оксидной пленкой малой толщины происходит адсорбирование активных ионов, играющих роль активаторов процесса;
  • в оксиде отмечается замещение некоторого количества кислорода указанными активаторами, что приводит к образованию комплексных поверхностных ионов с высоким уровнем растворимости;
  • металл входит во взаимодействие с раствором из-за того, что имеющаяся пассивная пленка подвергается разрушению на отдельных участках, на которых потенциал поверхности имеет повышенный (по сравнению с основным материалом) отрицательный показатель.

В результате всех описанных процессов появляются локальные токи.

Они приводят к заполяризовыванию нержавеющих сталей (при условии малого омического сопротивления пассивной пленки), которое запускает бурный анодный процесс в зонах образования питтингов.

Анионы-активаторы при этом мигрируют к точкам коррозии, а восстановительный катодный процесс окислителя протекает на металлической пассивной поверхности.

Склонность сплавов и металлов к питтинг-коррозии обуславливается такими основными факторами:

  • присутствие ионов-активаторов в среде и показатель ее рН (в кислых средах большинство нержавеющих сталей подвергаются рассматриваемому в статье типу ржавления);
  • природа материала (точечному разрушению не подвергаются кремний, хром и молибден, а вот цинк, никель и алюминий коррозируют практически всегда);
  • состояние металлической поверхности (если она шероховатая, изделие почти наверняка начнет ржаветь; чем лучше отполирована поверхность, тем меньше вероятность появления на ней точечной коррозии).

Кроме того, число питтингов повышается при увеличении температуры рабочей среды, в которой эксплуатируется металлическая конструкция.

По величине точечные поражения бывают обычными (размер питтингов – от 0,1 до 1 мм), микроскопическими (не выше 0,1 мм) и язвенными (свыше 1 мм), по форме:

  • ограненные, цилиндрические, полусферические, полиэдрические;
  • закрытые, поверхностные и открытые.

Неправильные по форме и ограненные питтинги, которые вы видите на фото, часто встречаются на поверхности нержавеющих сталей, на хромовых, алюминиевых и никелевых изделиях, на низколегированных и углеродистых сталях, а также на железе.

Такие точечные разрушения имеют форму сложных многогранников, призм и пирамид. Конкретный же вид их огранки зависит от пустот решетки (кристаллической), которые формируются на первых этапах зарождения коррозионных проявлений.

Полированные питтинги, как правило, характеризуются полусферической конфигурацией. Изнутри подобные разрушения описываются блестящей поверхностью. Она говорит о том, что растворение в оксидной пленке идет по схеме, примерно идентичной процессу электрополировки (то есть мы имеем дело с изотропным растворением, на течение которого структура материала не оказывает никакого влияния).

Чаще всего полированные питтинги отмечаются на изделиях из тантала, алюминия, железа, на нержавеющих сталях и конструкциях из кобальтовых, титановых, никелевых сплавов. В некоторых случаях слияние множества небольших по размерам ограненных питтингов приводит к появлению полусферических крупных разрушений точечного характера.

Питтинговая коррозия закрытого типа считается самым тяжелым типом ржавления пассивных металлов. Их практически невозможно разглядеть не вооруженным специальными увеличительными приборами глазом. Подобные разрушения углубляются в стали и сплавы и нередко приводят к образованию пробоев в них.

Читайте также:  Описание того, что такое фосфатирование

Открытая точечная коррозия видна при незначительном увеличении при помощи стандартного оптического оборудования либо невооруженным глазом. Она может приобрести характер сплошной, когда питтингов на поверхности углеродистых или нержавеющих сталей очень много. При таком ржавлении функцию катода выполняет пассивная пленка.

Питтинги поверхностной группы проникают не вглубь основного металла, они развиваются в ширину. Это приводит к появлению выбоин (хорошо различимых) на поверхности металлоизделий.

На сегодняшний день питтинговая коррозия предотвращается тремя основными способами:

  • подавлением замкнутых систем посредством использования сульфатов, щелочных соединений, нитратов, хроматов;
  • легированием стальных сплавов по рациональной методике при помощи введения в их состав молибдена, хрома, кремния либо иных металлов, обладающих высокой стойкостью к точечному ржавлению;
  • применением технологий анодной и катодной антикоррозионной защиты.

Катодная методика показывает хорошие результаты в строго определенных условиях. Ее сложно и зачастую нерентабельно реализовывать в металлоконструкциях сложного типа. Это связно с тем, что невозможно обеспечить требуемый показатель электродного потенциала на всей поверхности таких конструкций.

Электрохимическая защита хорошо подходит для защиты «нержавейки». При смещении в отрицательную сторону ее потенциала точечная коррозия не получает ни малейшего шанса на развитие.

Практика продемонстрировала – эффективность анодной и катодной поляризации изделий из нержавеющих сталей очень высока. Поэтому данную методику антикоррозионной защиты используют чаще всего.

Годится катодная технология и для предотвращения образования питтингов на алюминиевых поверхностях.

В данном случае необходимо поддерживать потенциал электрода в системе «среда-алюминий» меньше потенциала точечного ржавления.

При этом следует контролировать процесс выделения водорода, так как он способен существенно увеличивать значение рН (явление «перезащиты» металла), повышая тем самым риск появления питтингов.

Нередко алюминиевые конструкции защищаются посредством жертвенных анодных элементов.

Для изделий с нанесенным на них слоем краски, которые работают под землей, «жертвой» выступают цинковые аноды, для неокрашенных конструкций и металлов, эксплуатируемых под землей, в соленой либо пресной воде – магниевые.

А вот конструкции, работающие в жесткой морской воде, как правило, предохраняют от ржавления посредством цинк-алюминиевых жертвенных элементов.

Источник: http://tutmet.ru/pittingovaja-korrozija-nerzhavejushhih-stalej-foto.html

Что такое питтинговая коррозия нержавеющих сталей — виды и способы защиты

Питтинг: как проявляется и способы его предотвращения

ГОСТ № 5272 от 1968 года дает определения различным видам разрушения металлов (сплавов) и классифицирует их по типам и видам. Питтинговая коррозия – название не совсем верное, если ориентироваться не на распространенную в обиходе терминологию, а на стандарт.

Ее правильное название – точечная. В нормативном документе дается пояснение, что питтинг – это разновидность местной (локальной) коррозии.

Нержавеющая сталь – общее определение сплавов, которые подразделяются на 3 группы. Они отличаются спецификой применения и превалированием тех характеристик, которые являются наиболее важными в каждом конкретном случае. Далее речь пойдет в основном о наиболее распространенной модификации продукции – стали коррозийностойкой.

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Выражается в точечных поражениях сплавов (в том числе, нержавеющих сталей) и металлов. Питтинговая коррозия начинается с поверхности образца и постепенно распространяется вглубь структуры, вызывая появление в материале полостей (язв). Чаще всего проявляется в местах различных дефектов нержавеющей стали.

Причины, инициирующие питтинг:

  • Механические воздействия на металлы, в результате которых образуются царапины, вмятины на нержавеющей стали.
  • Неоднородность структуры нержавеющей стали – одна из причин возникновения питтинга.
  • Естественные процессы – внутренние напряжения, различные микровключения и ряд других.
  • Повреждения защитного (антикоррозийного) покрытия нержавеющей стали.
  • Несоблюдение технологии производства и обработки сплава – повышенная пористость структуры, остаточная окалина.
  • Состояние поверхности образца из нержавеющей стали. Ее шероховатость повышает риск возникновения питтинга.
  • Агрессивные среды. На сталь негативно воздействуют морская вода, кислотные среды и так далее.
Читайте также:  Как проходит оклейка виниловой плёнкой?

Особенности питтинговой коррозии:

  • Процессы, происходящие при ее возникновении, характеризуются большой скоростью протекания. Несвоевременное принятие мер практически всегда приводит к сквозному разрушению образца.
  • Питтинговой коррозии подвергаются металлы и сплавы, относящиеся к категории «пассивные». К этой группе относится и нержавеющая сталь.
  • Чем выше температура, тем интенсивнее протекает процесс.

Классификация питтинга

По размерам (в мм):

  • Микропиттинг – < 0,1.
  • Питтинг – до 1.
  • Язва (пятно) – ˃ 1.

По специфике развития:

  • Поверхностный.  Наиболее интенсивно развивается по горизонтали, не затрагивая структуру. Результат – небольшие выемки в нержавеющей стали.
  • Открытый.  Небольшие вкрапления, которые заметны визуально.
  • Закрытый.  Сложный (с точки зрения диагностики) и опасный в плане эксплуатации изделий вид питтинга. Выявить такой дефект без использования специального оборудования практически невозможно. Поэтому и принятие каких-то мер в большинстве случаев бессмысленно, так как они уже несвоевременны, следовательно, неэффективны.

Источник: https://ismith.ru/metal/pittingovaya-korroziya-nerzhaveyushhix-stalej/

Причины нарушения качества гальванических покрытий

Брак при нанесении гальванических покрытий, который вызывает затруднения в производстве, можно предотвратить, если внимательно относиться к ряду вопросов: выбор оборудования для подготовки и нанесения  гальванических покрытий, надлежащий уход за оборудованием, периодический анализ электролитов, входной контроль деталей, подлежащих покрытию.

Наиболее серьезными видами брака являются:

  • недостаточная адгезия (вспучивание или отслаивание);
  • питтинг;
  • шероховатость поверхности;
  • неоднородность внешнего вида.

Недостаточная адгезия гальванического покрытия

При нарушении адгезии гальванических покрытий к основному металлу, деталь, как правило, приходится перепокрывать  или изготавливать заново (при многослойном покрытии), что требует значительных материальных затрат. Поэтому бракованное изделие необходимо тщательно проанализировать и выяснить вид отслоения: от основного металла или от металла подслоя.

Если недостаточное сцепление наблюдается между основным металлом и покрытием, то логичнее всего искать причину брака в процессе подготовки поверхности (см. «Как подготовить поверхность детали под покрытие»), предварительно убедившись в марке основного металла на соответствие КД.

Качество операции обезжиривания следует проверить на опытной партии деталей, которые очистить вручную, добившись полной смачиваемости поверхности, после чего провести последующие операции – травления и активации, предварительно проверив чистоту этих растворов на наличие загрязнений (возможно заменить).

Если  адгезия покрытия на опытной партии недостаточная, провести анализ основного электролита на наличие примесей. Очистку электролита от примесей производить в соответствии с имеющимся техпроцессом.

Отслаивание основного покрытия от подслоя (например, никеля от меди) возможно в следующих случаях:

  1. недостаточная промывка после меднения или декапирования;
  2. если подслой меди высушен перед никелированием и имеет пятна на поверхности непосредственно перед погружением в ванну никелирования.

Чтобы исключить появления некачественного покрытия, целесообразно производить регулярные испытания на общую адгезию: на изгиб, на отрыв, на удар и нагрев.

Питтинг на поверхности гальванического покрытия

Питтинг можно охарактеризовать как небольшие углубления в покрытии, которые вызваны экранирующим действием пузырьков водорода, выделяющихся на катоде в электролитах цинкования и никелирования, где выход по току менее 100%. Этот дефект требует повторного нанесения покрытия или окончательной забраковки детали.

Читайте также:  Как проходит обработка после сварки?

Образованию питтинга на гальваническом покрытии, в первую очередь, способствует наличие в электролите посторонних примесей. Для электролита никелирования – это железо и органические вещества.

Питтинг также может возникать при завышенной плотности тока, недостаточном перемешивании, заниженной температуре и рН.

Устранить питтинг на покрытии можно проработкой электролита, введением смачивателя, дополнительного перемешивания, снижением плотности тока, повышением рабочей температуры и рН.

Шероховатость гальванического покрытия

Шероховатость гальванических покрытий является обычным видом брака, который встречается при большинстве операций по нанесению гальванических покрытий.

Причины шероховатости можно разделить на две категории: те, которые возникают на подготовительных операциях и те, которые образуются при нанесении гальванического покрытия.

В ходе подготовки деталей к покрытию причиной шероховатости может быть:

  • некачественная шлифовка, требующая дополнительной обработки;
  • недостаточная очистка, которую можно улучшить анодной обработкой в моющем растворе с последующей полировкой.

Шероховатость, возникающая при нанесении гальванического покрытия, образуется, чаще всего, из-за наличия в электролите твердых частиц, которые устраняются путем фильтрации электролита. Твердые частицы могут являться продуктами растворения анодов и образования шлама.

В кислых электролитах этот недостаток можно устранить, применяя чехлы для анодов, в щелочных электролитах чехлы на анодах могут вызывать трудности, связанные с поляризацией.

Причиной шероховатости покрытия в щелочных электролитах может быть наличие в их составе примесей железа, кальция, алюминия.

Любые твердые частицы, попадающие в электролит, могут вызывать не только шероховатость, но и химическое загрязнение, вызывающее отслоение покрытия.

Шероховатость гальванического покрытия  часто бывает при нарушении технологических режимов процесса (рН, превышении плотности тока, недостаточной  электропроводности электролита). В этом случае требуется коррекция электролита по результатам анализа.

Неоднородность внешнего вида гальванического покрытия

Неоднородность внешнего вида гальванического покрытия  чаще появляется на деталях с блестящим покрытием и может быть выражена в наличии матовых пятнистых участков неправильной формы.

Причины неоднородности могут быть различные:

  • матовость, равноценная слабой шероховатости порой возникает в результате чрезмерного травления;
  • пятна, неравномерный блеск покрытия образуются при нарушении пропорции компонентов электролита, а также при наличии примесей.

Белые участки на хромовом покрытии вызваны влиянием промежуточного электрода, в то время как обычная белизна – это результат прерванного электрического контакта в процессе нанесения покрытия.

Пятнистость матовых покрытий, представляющих собой небольшие темные пятна произвольных размеров, хаотически распределенные на поверхности изделия, возникает из-за повышенной пористости покрытия.

Захваченный в поры электролит при сушке отдает влагу, а оставшиеся соли вступают в реакцию с участками поверхности гальванического покрытия, вызывая пятна.

Средство борьбы с таким браком – устранение пористости гальванического покрытия. Если это неосуществимо, то необходимо провести дополнительную промывку попеременно в горячей и холодной воде или с использованием ультразвукового перемешивания.

Следовательно, причины возникновения всех видов брака гальванического покрытия, прежде всего, в нарушении технологических режимов процесса. Будьте бдительны, ужесточайте контроль на всех операциях, и у вас всегда будет гальваническое покрытие отличного качества.

Источник: http://blog.tep-nn.ru/?p=1389

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector