Виды коррозии: сплошная, питтинг, МКК, КРН — равномерная коррозия предсказуема, а локальные виды — питтинг, межкристаллитная и коррозионное растрескивание — разрушают металл незаметно.
Суть
Коррозию классифицируют по двум признакам: по механизму (химическая и электрохимическая) и по характеру разрушения. Для инженера важнее второе. Сплошная (общая) коррозия идёт по всей поверхности с примерно одинаковой скоростью — её измеряют в мм/год, закладывают припуск на стенку и предсказывают срок службы.
Локальная коррозия поражает малую долю поверхности, но проникает вглубь. Потеря массы ничтожна, а сквозное повреждение или трещина появляются раньше, чем при равномерной коррозии. Именно локальные виды — питтинг, межкристаллитная коррозия (МКК) и коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) — вызывают большинство внезапных отказов труб и сосудов.
Основные виды
| Вид | Где и почему возникает | Признак |
|---|---|---|
| Сплошная | Углеродистая сталь во влажной атмосфере, воде, грунте | Равномерная ржавчина, утонение стенки |
| Питтинг (точечная) | Пассивирующиеся стали (нержавеющие, алюминий) в средах с хлоридами; локальный пробой оксидной плёнки | Мелкие глубокие язвы при чистой поверхности вокруг |
| Щелевая | Зазоры, под прокладками и отложениями — застойный электролит с дефицитом кислорода | Разрушение внутри зазора |
| Межкристаллитная (МКК) | Аустенитные стали после нагрева 450–850 °C: выделение карбидов хрома по границам зёрен, обеднение границ хромом | Потеря прочности без видимых следов, звон пропадает |
| Коррозионное растрескивание (КРН) | Растягивающие напряжения + агрессивная среда (хлориды, H₂S, щёлочи) | Хрупкие трещины при нагрузке ниже σт |
Питтинг и щелевая коррозия — родственники: обе начинаются там, где нарушена пассивная плёнка и среда внутри очага подкисляется. Стойкость нержавеющих сталей к ним оценивают эквивалентом питтингостойкости PREN: чем выше содержание хрома, молибдена и азота, тем он больше.
PREN = %Cr + 3,3·%Mo + 16·%N
МКК — «болезнь» сварных швов из нержавеющей стали: в зоне термического влияния сталь проходит опасный интервал температур. Лечат снижением углерода (марки 03Х…), стабилизацией титаном или ниобием (12Х18Н10Т) и закалкой на аустенит после сварки. КРН опасно тем, что складывается из двух безобидных по отдельности факторов; его частный случай — сульфидное растрескивание в сероводородных средах, см. стойкость к H₂S.
Как оценивают
- Сплошная — по потере массы образца, пересчитанной в глубину проникновения (мм/год) по ГОСТ 9.908-85; результат относят к группе стойкости по десятибалльной шкале ГОСТ 13819-68.
- Питтинг — ускоренные испытания в растворе хлорного железа FeCl₃ (ГОСТ 9.912-89, ASTM G48): считают число и глубину язв, потерю массы.
- МКК — кипячение в кислых растворах с последующим загибом образца по ГОСТ 6032-2017 (методы АМУ, ВУ, ДУ и др.); появление трещин на изгибе означает непригодность.
- КРН — выдержка нагруженного образца в среде до разрушения (ГОСТ 9.901.1-89 / ISO 7539-1); для сероводорода — NACE TM0177.
Ключевые числа
| Группа «стойкие» по шкале ГОСТ 13819-68 | 0,01–0,1 мм/год (баллы 4–5); «нестойкие» — свыше 10 мм/год |
|---|---|
| Углеродистая сталь, атмосфера категории C3 (ГОСТ ISO 9223) | 25–50 мкм/год в первый год |
| Углеродистая сталь, атмосфера C5 (ГОСТ ISO 9223) | 80–200 мкм/год |
| PREN стали 08Х18Н10 (Cr 17–19 %, без Mo) | ≈ 17–19 |
| PREN стали 03Х17Н14М3 (Cr 16,8–18,3 %, Mo 2,2–2,8 % по ГОСТ 5632) | ≈ 24–28 |
| Интервал сенсибилизации аустенитных сталей к МКК | ≈ 450–850 °C; испытания по ГОСТ 6032-2017 |
| Предел твёрдости для стойкости к сульфидному КРН (NACE MR0175 / ISO 15156) | ≤ 22 HRC (≈ 237 HB) для углеродистых и низколегированных сталей |
Где встречается в трубах
Для труб из углеродистых и низколегированных сталей основной риск — сплошная коррозия снаружи (грунт, атмосфера) и внутри (вода, конденсат); её сдерживают покрытием и катодной защитой, а в расчёт стенки закладывают припуск. Локальные виды выходят на первый план в нефтегазе (КРН, сульфидное растрескивание) и в нержавеющих трубопроводах с хлоридами (питтинг, МКК швов).
- Способы защиты от сплошной коррозии — изоляция, оцинковка, ЭХЗ — в статье защита труб от коррозии.
- Трубы для кислых сред и требования к твёрдости — трубы для нефтегаза и термин стойкость к H₂S.
- Питтинг и МКК швов — главные вопросы при выборе нержавеющих труб, подробнее в статье нержавеющие трубы.
- Оцинкованные водогазопроводные трубы по ГОСТ 3262-75 — типовой ответ на сплошную коррозию в системах водоснабжения; механизм — в термине цинкование.
- Смежные термины: коррозия металла, катодная защита, полимерные покрытия.
Связанные термины
- Коррозия металлаСамопроизвольное разрушение металла при взаимодействии со средой; для стали — главным образом электрохимическое окисление во влаге.
- Электрохимическая коррозияРазрушение металла как анода гальванической пары в электролите; объясняет ржавление во влажном грунте и опасность контакта разных металлов.
- Стойкость к сероводороду (H₂S)Способность стали работать в кислых средах нефтегаза без водородного и сульфидного растрескивания; проверяется по NACE MR0175 / ISO 15156.
- Нержавеющая стальСталь с содержанием хрома не менее 10,5 %, образующая на поверхности самовосстанавливающуюся пассивную плёнку оксида хрома.