Под коррозией понимают разрушение металлов или их сплавов в результате взаимодействия с внешней средой. Под влиянием коррозионных процессов состав и свойства металлов изменяются, а сами они, без должных мер защиты, превращаются в соответствующие окислы или соли. На рис. 1 показана внутренняя поверхность танка наливного судна, защите которого от коррозии не уделялось требуемого внимания.

Суда чаще всего подвергаются двум основным видам коррозии— химической и электрохимической.

При химической коррозии внешней средой, вызывающей разрушение металлов, являются сухие газы, а также различные органические жидкости, не проводящие электрический ток (бензин, керосин, спирт и т. п.).

Причиной возникновения электрохимической коррозии являются электролиты — вещества, проводящие электрический ток (морская вода, растворы кислот, щелочей и т. п.), а также влажные газы или тонкая пленка атмосферной влаги. Такая коррозия возникает при взаимодействии металла с электролитом и сопровождается протеканием электрического тока.

Металлические изделия как в процессе эксплуатации, так и при хранении неизбежно подвергаются коррозии. Скорость и характер коррозионных разрушений металла находится в прямой зависимости от среды, содержания кислорода, температуры и перемещения изделия в электролите. Возникая на поверхности металла, коррозия редко распространяется равномерно. Как правило, коррозионные разрушения металла носят неравномерный характер или наблюдаются в виде пятен на отдельных участках конструкции. В некоторых случаях коррозия сосредотачивается на очень малой поверхности, вызывая глубокие разрушения в виде язв или точек. Нередко разрушение металла, почти незаметное с поверхности, происходит вдоль границ кристаллов, нарушая между ними связь и вызывая межкристаллитную коррозию. Это самый опасный вид коррозии, вызывающий часто полную потерю прочности конструкции. Различают также подповерхностную коррозию, сопровождающуюся вспучиванием или расслаиванием металла.

Рис. 1. Коррозионные разрушения на танкере, перевозившем смешанные грузы.

Коррозия наружных конструкций судов вызывается действием электролита на подводную часть корпуса судна, район переменной ватерлинии, частично надводный борт, надстройки, палубы, куда попадают брызги морской воды. Во внутренних помещениях коррозия возникает под влиянием тонкой пленки влаги с растворенными в ней газами и частицами соли, всегда содержащимися в морском воздухе. В результате коррозии поверхность металла становится изъязвленной, шероховатой, цвет его изменяется, изделие теряет механическую прочность.

Пои действии электролита металл стремится перейти в раствор, скорость растворения металлов в электролитах различна. Одни из них растворяются очень интенсивно и быстро насыщают растворы, другие даже после длительного соприкосновения с электролитом растворяются незначительно.

В зависимости от того, с какой скоростью происходит растворение металлов в электролите, т. е. как быстро они разрушаются, металлы располагаются в последовательности, указанной на рис. 3.

Рис. 2. Виды коррозионных разрушений металла:
а — равномерное; б — в виде пятен на отдельных участках конструкций; в — глубокие разрушения в виде язв («питтинговая» коррозия); г — межкристал-литное; д — подповерхностное.

Металлы, расположенные выше водорода, электроположительные, а ниже — электроотрицательные. Чем более электроотрицателен металл, тем легче он будет переходить в раствор.

Если построить гальванический элемент из двух разнородных металлов, то в таком элементе каждый металл будет анодом по отношению к металлу, расположенному выше него, и катодом по отношению ко всем, расположенным ниже. Это значит, что в судовых условиях при наличии контакта стальных конструкций с конструкциями, изготовленными из алюминия, алюминиево-магниевых и подобных сплавов, обязательно будут наблюдаться разрушения последних. По этой же причине на судне происходит сильное разрушение стального вала, на котором укреплен бронзовый или латунный гребной винт, рулей, расположенных вблизи винта, и т. п.

Технические металлы, используемые для постройки судов, всегда бывают неоднородными. Это связано с химическим составом металла, термической и механической обработкой, которым он подвергался при изготовлении судна. Кроме того, на коррозию листов обшивки корпуса значительное влияние оказывает оставшаяся окалина, образующаяся при горячей прокатке металла. Обладая положительным потенциалом, она способствует очень интенсивной коррозии металла.

Окалина имеет сложное, слоистое строение и в зависимости от температуры прокатки листов может состоять из трех (Fe0,Fe304H Ре203), двух (FeO, Fe304 или Fe203) или одного (FeO или Fe304) слоя. Схематическое изображение многослойной окалины на малоуглеродистой стали представлено на рис. 4.

Неоднородность металлов является причиной того, что при наличии электролита на их поверхности образуются многоэлектродные гальванические элементы. При этом одни участки (анодные) будут сильно разрушаться, на других (катодных) участках будет выделяться водород или металл. В прианодной зоне происходит интенсивное разрушение металла, на прокатной окалине выдеединения железа. Наличие окалины может в 30— 40 раз увеличить обычную для морских условий скорость коррозии металла; особенное усиление коррозии при наличии окалины наблюдается на корпусе вблизи ватерлинии. Это объясняется более легким доступом кислорода воздуха к этому району судна.

Рис. 3. Нормальный ряд напряжений.

Рис. 4. Схема строения окалины на малоуглеродистой стали.

При постройке судна неизбежно использование конструкций, в которых встречается сочетание различных металлов. В этих случаях электрохимическая коррозия развивается очень интенсивно и сопровождается быстрым разрушением металла с более высоким электроотрицательным потенциалом. Так, алюминий обладает свойством самопассивирования, в результате чего становится устойчивым во многих средах; при контакте с другими металлами он теряет это свойство и подвергается сильной коррозии. Попадание морской воды, содержащей хлористые соединения различных солей, которые разрушают пассивную пленку, усиливает процесс коррозии.

Установлено, что алюминиевые сплавы, хотя и в меньшей степени, чем сталь, чувствительны к периодическому смачиванию. Скорость коррозии конструкций из любых металлов при периодическом смачивании в 7—12 раз выше, чем при постоянном погружении морскую воду. Поэтому для защиты от коррозии конструкции из металлов (особенно подвергающихся периодическому смачиванию) необходимо принимать специальные меры — окрашивать по усиленной схеме и устанавливать протекторы. Об экономическом ущербе, причиняемом коррозией, можно сучить по нижеприведенным данным. В США ежегодно сумма убытков, причиняемых коррозией всему хозяйству страны, оценивается в 6 млрд. долларов, в ФРГ — в 2 млрд. марок, в Италии — в 150— 170 млрд. лир и т. п.

Рис. 5. Коррозионное разрушение судостроительной стали при частичном разрушении прокатной окалины.

По данным Морского Регистра СССР, в некоторых случаях судно приходится капитально ремонтировать после 10—15 лет эксплуатации вместо предусмотренных 30—35 лет.