Поверхностные дефекты, внутренние напряжения в металле и воздействие агрессивных сред могут привести к коррозии под напряжением.

При этом трещина распространяется как по границам кристалла (межкристаллитное разрушение), так и через тело зерна (транскристаллитное разрушение). Существует несколько теоретических концепций, раскрывающих механизм процесса коррозии под напряжением (электрохимическая, сорбционная, адсорбционно-электрохимическая и др.). В результате анализа этих концепций и материала исследований случаев разрушения элементов конструкций машин и оборудования нами предложено рассматривать процесс коррозии под напряжением как следствие циклического механоэлектрохимического эффекта в агрессивных средах. В местах поверхностных дефектов и на участках концентрации напряжений происходит образование микротрещин.

Среда воздействует химически, увеличивая растравливание и электрохимически способствуя ускорению развития трещины. Функционирует микрокоррозионная пара: вершина трещины, представляющая обнаженные кристаллы металла, — анод, остальная поверхность под окисной пленкой — катод. Накапливающиеся на аноде продукты коррозии закупоривают трещину, так как их объем превышает объем металла в 1,5—2 раза, и расклинивают ее. Выделяющийся на катодных участках водород приводит к частичному восстановлению окисной пленки. Макрокоррозионная пара смещается по поверхности, и до расклинивания трещины продуктами коррозии вершина успевает изменить знак на отрицательный. Интенсивное выделение водорода на катоде способствует дальнейшему охрупчиванию и разрушению металла.

Началу процесса коррозии под напряжением способствуют структурная гетерогенность поверхности, неоднородность окисных пленок, наличие загрязнений, щелевые эффекты, микрорельеф, микротрещины, локальные внешние и внутренние напряжения, градиенты концентраций агрессивных веществ в электролите и неравномерное его распределение по поверхности материала изделия.

Росту трещин при коррозии под напряжением способствует проникновение агрессивных растворов в трещину, химическое растворение металла, образование и функционирование макро-коррозионной пары вершина — поверхность трещины, расклинивающий эффект продуктами коррозии, наводороживание металла и образование гидридов металла, вызывающих его охрупчивание. Описанные факторы действуют непрерывно во времени к циклически по мере развития трещины.

  • Читать все новости