| Группа стойкости | П, мм/год | Балл |
| I. Совершенно стойкие | < 0,001 | 1 |
| II. Весьма стойкие | 0,001–0,005 | 2 |
| 0,005–0,01 | 3 | |
| III. Стойкие | 0,01–0,05 | 4 |
| 0,05–0,1 | 5 | |
| IV. Относительно стойкие | 0,1–0,5 | 6 |
| 0,5–1,0 | 7 | |
| V. Малостойкие | 1,0–5,0 | 8 |
| 5,0–10,0 | 9 | |
| VI. Нестойкие | > 10,0 | 10 |
Для изготовления строительных конструкций и ответственного оборудования используют металлы I и II групп стойкости. В отдельных случаях применяют материалы III и IV групп стойкости, учитывая сокращенный срок службы изделий и возможность загрязнения окружающей среды продуктами коррозии. При этом предусматривают меры по защите металлических конструкций от коррозионного разрушения.
Стойкость неметаллических материалов оценивают по изменениям в результате коррозии их физико-химических и механических свойств. При этом единой оценки не существует, а применяют условные показатели: «стоек», «ограниченно стоек», «нестоек», «относительно стоек», «применим», «неприменим».
КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Характеристики и сущность коррозионных процессов
Металлов
Коррозия металлов – разрушение металлов вследствие физико-химического воздействия внешней среды, при котором металл переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет присущие ему свойства. В тех случаях, когда окисление металла необходимо для осуществления какого-либо технологического процесса, термин коррозия не употребляется. Например, к коррозии не относится растворение анода в гальванической ванне, поскольку анод должен окислятся, посылая свои ионы в раствор, чтобы протекал нужный процесс. Также не говорят о коррозии алюминия при осуществлении алюмотермического процесса, хотя физико-химическая сущность изменений, происходящих с металлом в подобных случаях, одинакова – металл окисляется.
Классификация коррозионных сред
По степени воздействия на металлы коррозионные среды делят:
· неагрессивные;
· слабоагрессивные;
· среднеагрессивные;
· сильноагрессивные.
Для определения степени агрессивности среды при атмосферной коррозии необходимо учитывать условия эксплуатации металлических конструкций зданий и сооружений. Степень агрессивности среды по отношению к конструкциям внутри отапливаемых и неотапливаемых зданий, зданий без стен и постоянно аэрируемых зданий определяется возможностью конденсации влаги, а также температурно-влажностным режимом и концентрацией газов и пыли внутри здания. Степень агрессивности среды по отношению к конструкциям на открытом воздухе, не защищенным от непосредственного попадания атмосферных осадков, определяется климатической зоной и концентрацией газов и пыли в воздухе. С учетом влияния метеорологических факторов и агрессивности газов разработана классификация степени агрессивности сред по отношению к строительным металлическим конструкциям (табл. 2).
Таблица 2
Агрессивность сред по отношению к металлическим
Строительным конструкциям
| Относительная влажность помещений и характеристика климатической зоны | Степень агрессивности среды в зависимости от условий эксплуатации строительной конструкций | ||
| на открытом воздухе | внутри зданий в условиях периодической конденсации влаги | без конденсации влаги | |
| 60 % сухая | слабая | неагрессивная | неагрессивная |
| слабая | слабая | неагрессивная | |
| средняя | средняя | слабая | |
| сильная | средняя | средняя | |
| 61–75 % нормальная | слабая | слабая | неагрессивная |
| средняя | средняя | слабая | |
| средняя | средняя | средняя | |
| сильная | сильная | средняя | |
| более 75 % влажная | средняя | слабая | слабая |
| средняя | средняя | средняя | |
| сильная | сильная | средняя | |
| сильная | сильная | средняя | |
Таким образом, защита металлических конструкций от коррозии определяется агрессивностью условий их эксплуатации.
Скорость коррозии металлов и металлических покрытий в атмосферных условиях определяется комплексным воздействием ряда факторов: наличием на поверхности фазовых и адсорбционных пленок влаги, загрязненностью воздуха коррозионно-агрессивными веществами, изменением температуры воздуха и металла, образованием продуктов коррозии и так далее.
Оценка и расчет скорости коррозии должны основываться на учете продолжительности и материальном коррозионном эффекте действия на металл наиболее агрессивных факторов. В зависимости от факторов, влияющих на скорость коррозии, целесообразно следующее подразделение условий эксплуатации металлов, подвергаемых атмосферной коррозии:
1) закрытые помещения с внутренними источниками тепла и влаги (отапливаемые помещения);
2) закрытые помещения без внутренних источников тепла и влаги (неотапливаемые помещения);
3) открытая атмосфера.
Большинство металлов (кроме золота, серебра, платины, меди) встречаются в природе в ионном состоянии: оксиды, сульфиды, карбонаты и так далее и обычно называются рудами. Ионное состояние металла более выгодно, так как оно характеризуется меньшей внутренней энергией. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том, что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл, находящийся в контакте с коррозионно-активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии. Получение металлов из их природных соединений всегда сопровождается значительной затратой энергии. Исключение составляют только металлы, встречающиеся в природе в свободном виде: золото, серебро, платина, ртуть. Энергия, затраченная на получение металлов, накапливается в них как свободная энергия Гиббса (Δ G) и делает их химически активными веществами, переходящими в результате взаимодействия с окружающей средой в состояние положительно заряженных ионов:
Ме n + + n 
= Меº (
G > 0); Меº – n = Ме n + ( G < 0)
металлургия коррозия металла
Самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой, происходящий с выделением энергии и рассеиванием вещества (рост энтропии), называется коррозией. Коррозионные процессы в металлах протекают необратимо в соответствии со вторым началом термодинамики. Таким образом, первопричиной коррозии металла является термодинамическая неустойчивость металлов в конкретной заданной среде.
Расходы на защиту металлических конструкций уже в ходе их возведения составляют около 1% стоимости самого сооружения.
