Плюсы и минусы коррозии металлов

Многие люди хотя бы иногда любуются зеленоватым налетом на меди, или огорчаются потемнением серебряного украшения, или негодуют от появления ржавчины на поверхности автомобиля. Но не все понимают, что эти изменения цвета вызваны одним и тем же явлением – коррозией. Что же это такое?

Что такое коррозия металлов?

Коррозия металла ‑ это разрушение его поверхности из-за химического или электрохимического влияния внешней (коррозийной) среды.

Железо и его сплавы вступают в реакцию с кислородом и водой. В результате на их поверхностях рождаются оксиды Fe₂O₃ х nH₂O и метагидроксиды железа FeO(OH) и Fe(OH)₃, которые назвали ржавчиной. Процесс необратим и проникает в металл все глубже, продолжаясь до тех пор, пока изделие полностью не разрушится.

Корродируют и другие металлы, и их сплавы. Но в отличие от слоя ржавчины, оксиды, образовавшиеся на поверхности этих материалов, препятствуют их дальнейшему повреждению.

Известны 2 вида коррозии: химическая, электрохимическая. Первая возникает под влиянием сухих газов и неэлектролитов. Вторая – вследствие контакта с растворами-электролитами, содержащими ионы, она вызывает электрический ток. Температура ускоряет протекание процесса.

Плюсы

Устойчивый краситель (Е 172). Применяют для окрашивания керамики, цемента и пищевых продуктов (выпечки, паштетов, конфет, рыбьей икры). Воздействуя щелочами, прокаливанием или водяным паром, получают порошки желтого, красного и черного цвета. Смешиванием получают оранжевый и коричневый цвета.
Использование сверхпроводимости. При взаимодействии с железом воздуха с небольшим содержанием кислорода возникает медленно тянущаяся реакция образования черной ржавчины Fe₃O₄. Это ферромагнетик, который имеет свойство намагничиваться без внешнего магнитного поля, что используется для производства сверхпроводников.
Применение в источниках тока. Используется электролитическая коррозия. Металл с отрицательным потенциалом (анод) помещают в водный раствор электролита (кислоты, соли, щелочи). Он отдает жидкости положительные ионы и постепенно растворяется. На катоде, имеющем положительный заряд, электроны собираются, а потом переходят во внешнюю среду. Чем ниже у металла электродный потенциал, тем быстрее он корродирует, отдавая ионы в раствор. Драгоценные металлы из-за их стойкости к коррозии наносят на контакты электросхем, платину используют в космических кораблях.
Легирование. Металлом, у которого ниже электродный потенциал (например, алюминием или цинком), жертвуют для защиты железа, стали или другого металла. «Жертву» наносят сверху на другой материал, и она препятствует разрушению до тех пор, пока сама не будет полностью изъедена коррозией.
Экономия средств на утилизацию. Постепенное превращение железного мусора в порошок происходит естественным образом. Не требуется дополнительных усилий для утилизации.
Способствует рождению и применению изобретений. Люди придумывают новые инструменты и средства для избавления от ржавчины. Например, появились пескоструйные и дробеструйные пистолеты для механической очистки, промышленные очистители-спреи, гидропескоструйный эжектор.

Минусы

Неэстетический вид. Вид покрытых ржавчиной трубопроводов вызывает отвращение, а ржавые инструменты некомфортно держать в руках. Побывав на практике в доме или в «горячем» цехе с сильно запущенными коммуникациями, некоторые учащиеся разочаровываются в будущей профессии. Страна теряет несостоявшихся слесарей, электромонтеров, монтажников и представителей других рабочих профессий, кому пришлось бы работать с «железом».
Снижение продаж. Покупатели отказываются от покупки автомобилей, при осмотре которых замечают «следы» коррозии. В такси, имеющее на корпусе пятна ржавчины, неприятно садиться. Поэтому бывают случаи ухода пассажиров в другие таксомоторные фирмы, где автомобили выглядят не только чище, но и без коррозионных поражений.
Потеря прочности. Здания и строения для химических производств часто строят из железобетона. Металлическая арматура в виде стержней, сеток или каркаса вставляется в бетон, чтобы повысить прочность и другие характеристики состава. Но стены снаружи и внутри таких помещений испытывают повышенные температуры, содержание в воздухе паров влаги и активных химических веществ, что значительно ускоряет осуществление коррозионных процессов. Такие строения требуют повышенной защиты, поэтому на арматуру наносят лакокрасочные или полимерные материалы, или легирующий металл. При этом легирование можно усилить нанесением пленочного или лакокрасочного, футеровочного или облицовочного слоя.
Экологический вред и аварии. Разрушение трубопроводов приводит к утечке газа и нефтепродуктов, других химических веществ. Следовательно, загрязняется природная среда, возникают аварийные ситуации. Поэтому важно своевременно отыскивать дефекты в оборудовании и предотвращать негативные эффекты.
Изношенность водопроводов ЖКХ. Эксперты утверждают, что стальные трубы служат в 3-4 раза меньше нормативного срока, что происходит из-за отсутствия надежной гидроизоляции. Катастрофическое состояние подземных трубопроводов влияет на ухудшение свойств питьевой воды и эпидемиологической обстановки (очаги тяжелых желудочных, кишечных заболеваний, гепатита). Низкое качество покрытий и недостаточный контроль за состоянием радиаторов отопления приводит к протечкам, из-за которых случаются ожоги населения, порча напольных покрытий и мебели, затопления нижерасположенных помещений.
Человеческие жертвы. В разных странах из-за проржавевших металлоконструкций значительно снижается устойчивость мостов, что служит одной из причин их обрушения. В результате полного или частичного падения переправ получают ранения и погибают люди.
Экономический ущерб. По мнению экспертов, потери от коррозии и расходы на борьбу с нею в экономически развитых странах оцениваются в среднем как 3 % ВНП.

Вывод

У коррозии есть положительные моменты. Например, есть повод купить новую плиту или другую бытовую технику, а также кухонную утварь, когда они заржавеют. Поскольку если коррозионных проявлений нет, то многим жалко выкидывать старые вещи. Но ущерб от коррозийных поражений такой катастрофический, что необходимо защищаться от них.