Методы коррозионных испытаний, применяемые при разработке и промышленном освоении новых судостроительных сталей и сплавов и  технологий их производства. Часть I. Лабораторные коррозионные испытания

Судостроительные стали и сплавы при воздействии морской воды могут подвергаться различным видам коррозионных поражений. Для надежной длительной эксплуатации судов и морских сооружений, несмотря на применение средств защиты от коррозии, выбираются материалы, обладающие помимо требуемых механических свойств достаточной коррозионной стойкостью, обеспечивающей заданный срок эксплуатации. Оценка коррозионной стойкости новых материалов для использования в судостроении осуществляется путем проведения обязательных сдаточных испытаний методами, многократно проверенными экспериментально, результаты которых подтверждены на практике. Комплекс исследований сопротивляемости коррозионному разрушению сталей и сплавов основан на поэтапном проведении лабораторных, стендовых и натурных испытаний. В обзоре дано краткое описание методов лабораторных коррозионных испытаний, являющихся составной частью обязательных сдаточных испытаний. Рассмотрены параметры, определяющие агрессивность морской воды как коррозионной среды, включая соленость и содержание кислорода. Представлены методы лабораторных испытаний, включающие электрохимические исследования с определением потенциала и скорости коррозии, потенциала питтингообразования на основе построения поляризационных кривых, а также общепринятый гравиметрический метод определения скорости коррозии. Приведены используемые установки для проведения испытаний в движущейся (с изменяющейся скоростью потока) морской воде.

1. Материалы для судостроения и морской техники. Справочник в 2-х томах / Под редакцией И.В. Горынина. Санкт-Петербург: НПО «Профессионал», 2009. Т. 1. 776 с.

2. Farrell R., Barras С., Goodwin R.А. Modern chemical tankers // SNAМE Transactions. 1994. Vol. 102. Р. 325‒365.

3. Davis J.R. Corrosion of Weldments. ASM International, 2006. 230 р.

4. Шумахер М.М. Морская коррозия. М.: Металлургия, 1983. 512 с.

5. Альхименко А.А., Колюшев И.Е., Харьков А.А., Шапошников Н.О., Цветков А.С. Коррозионная стойкость стальных свайных опор в морской воде // Коррозия: материалы, защита. 2020. №. 2. С. 16‒20.

6. Ковалев М., Альхименко А., Шапошников Н., Алексеева Е. Переход от натурных коррозионных испытаний цинковых покрытий к ускоренным через расчет коэффициента ускорения // Современные материалы и передовые производственные технологии (СМППТ-2019). 2019. С. 108‒109.

7. Маркович Р.А., Кан М.К., Михайлов С.В. Коррозия и методы защиты зоны переменного смачивания металлоконструкций гидротехнических сооружений эстакадного типа // Гидротехника. 2014. № 4. С. 73‒80.

8. Corrosion: Understanding the Basics / Ed. J.R. Davis. ASM International, 2000. 563 р.

9. Marcus Р. Corrosion Mechanisms in Theory and Practice. CRC Press, 2011. 941 p.

10. Oldfield J.W., Todd B. Room temperature stress corrosion cracking of stainless steels in indoor swimming pool atmospheres // British Corrosion Journal. 1991. Vol. 26. No. 3. Р. 173‒182. https://doi.org/10.1179/000705991798269233

11. Sjong А., Eiselstein L. Marine atmospheric SCC of unsensitized stainless steel rock climbing protection // Journal of Failure Analysis and Prevention. 2008. Vol. 8. Р. 410‒418. https://doi.org/10.1007/s11668-008-9158-1

12. Wallen В. Corrosion of duplex stainless steels in seawater // АСОМ. Avesta Sheffield АВ. 1998. No. 1. Р. 1‒11.

13. Compere C., Le Bozec N. Behaviour of stainless steel in natural seawater // The First Stainless Steel Congress in Thailand, Bangkok. December 1997.

14. Карпов В.А., Ковальчук Ю.Л., Полтаруха О.П., Ильин И.Н. Комплексный подход к защите от морского обрастания и коррозии. Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2007. 156 с.

15. Зевина Г.Б. Биология морского обрастания. Москва: Издательство МГУ, 1994. 135 с.

16. Харченко У.В. Физико-химические аспекты микробиологического воздействия морской воды на коррозионную устойчивость некоторых сплавов: Дис. ... канд. хим. наук. Владивосток. Институт химии ДВО РАН. 2006. 130 с.

17. Corrosion. ASM Handbook. Vol. 13. ASM International, 1992. 3455 p.

18. Uhlig H.H., Revie R.W. Corrosion and Corrosion Control. 3rd Edition. Wiley, 1985, 441p.

19. Riley J.P., Skirrow G. Chemical Oceanography. Vol. 2. 2nd Edition. Academic Press. 1975.

20. Kaesche H. Corrosion of Metals. Physicochemical Principles and Current Problems. Springer, 2003. 604 p.

21. Refait P., Grolleau A.-M., Jeannin M., Rémazeilles C., Sabot R. Corrosion of carbon steel in marine environments: Role of the corrosion product Layer // Corrosion and Materials Degradation. 2020. Vol. 1. No. 1. Р. 198‒218. https://doi.org/10.3390/cmd1010010

22. Малышевский В.А., Семичева Т.Г., Владимиров Н.Ф., Хлусова Е.И. Хладостойкие стали для судостроения и морской техники // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. 2004. № 27. С. 134‒149.

23. Горынин И.В., Малышевский В.А., Рыбин В.В., Хлусова Е.И. Создание и внедрение новых конкурентоспособных хладостойких сталей для морских арктических конструкций и судов ледового плавания // Морские интеллектуальные технологии. 2009. № 1. С. 23‒27.

24. Горынин И.В., Ушков С.С., Хатунцев А.Н., Лошакова Н.Н. Титановые сплавы для морской техники. Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2007. 387 с.

25. Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение): Справочник. Киев: Коминтех, 2005. 365 с.

26. Вайнерман А.Е. Сплавы на медной основе для судового машиностроения и их сварка // Материалы для судостроения и морской техники: Справочник / Под редакцией И.В. Горынина. Санкт-Петербург: НПО «Профессионал», 2009. С. 224‒295.

27. Steinsmo U., Rogne Т., Drugli J.M. Aspects of testing and selecting stainless steels for seawater applications // Corrosion. 1997. Vol. 53. No. 12. Р. 955‒964. https://doi.org/10.5006/1.3290280

28. Lu Y.C., Clayton C.R., Brooks A.R. А bipolar model of the passivity of stainless steels – II. The influence of aqueous molybate // Corrosion Science. 1989. Vol. 29. No. 7. Р. 863‒880. https://doi.org/10.1016/0010-938X(89)90058-9

29. Mudali U.K., Shankar P., Ningshen S., Dayal R.K., Khatak H.S., Raj B. On the pitting corrosion resistance of nitrogen alloyed cold worked austenitic stainless steels // Corrosion Science. 2002. Vol. 44. No. 10. Р. 2183‒2198. https://doi.org/10.1016/S0010-938X(02)00035-5

30. Цупак Т.Е. Лабораторный практикум по коррозии и защите металлов. 2-е издание. Москва: ИЦ РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003. 172 с.

31. ASTM G5-2013 Standard Reference Test Method for Marking Potentiostatic and Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2021, 9 p.

32. Corrosion Test and Standards: Application and Interpretation / Baboian R. ed. USA: ASTM-1995, 730 р.

33. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. Москва: Издательство АН СССР, 1959. 527 с.

34. Богорад И.Я., Искра Е.В., Климова В.А., Кузьмин Ю.Л. Коррозия и защита морских судов. Ленинград: Судостроение, 1973. 392 с.

35. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов. Москва: Металлургия, 1969. 448 с.

36. Stern M., Geary A.L. Electrochemical polarization: I. A theoretical analysis of the shape of polarization curves // Journal of The Electrochemical Society. 1957. Vol. 104. No. 1. P. 56‒63. https://doi.org/10.1149/1.2428496

37. Stern M. A method for determining corrosion rate from linear polarization dates // Corrosion. 1958. Vol. 14. No. 9. P. 440‒444. https://doi.org//10.5006/0010-9312-14.9.60

38. ASTM G59-2020 Standard Test Method for Conducting Potentiodynamic Polarization Resistance Measurements. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020, 4 р.

39. Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. Ленинград: Госхимиздат, 1963. 609 с.

40. Кузьмин Ю.Л., Орыщенко А.С. Коррозия и электрохимическая защита морских судов. Санкт-Петербург: АНО ЛА «Профессионал», 2017. 288 с.

41. Szklarska-Smialowska Z. Pitting corrosion of aluminum // Corrosion Science. 1999. Vol. 41. No. 9. P. 1743‒1767. https://doi.org/10.1016/S0010-938X(99)00012-8

42. Soltis J. Passivity breakdown, pit initiation and propagation of pits in metallic materials // Corrosion Science. 2015. Vol. 9. P. 5‒22. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.10.006

43. Hamada Е., Yamada К., Nagoshi М., Makiishi N., Sato K., Ishii Т., Fukuda К., Ishikawa S., Ujiro Т. Direct imaging of native passive film on stainless steel by aberration corrected STEM // Corrosion Science. 2010. Vol. 52. No. 12. P. 3851‒3854. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2010.08.025

44. Massoud T., Maurice V., Klein L.H., Marcus P. Nanoscale morphology and atomic structure of passive films on stainless steel // Journal of The Electrochemical Society. 2013. Vol. 160. No. 6. Р. 232‒238. https://doi.org/10.1149/2.067306jes

45. Malik A.U., Andijani I., Mobin M., Al-Fozan S., Al-Muaili F., AlHajiri M. An overview of the localized corrosion problems in sea-water desalination plants – Some recent case studies // Desalination and Water Treatment. 2010. Vol. 20. No. 1‒3. Р. 22‒34. https://doi.org/10.5004/dwt.2010.1479

46. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы. Москва: Металлургия, 1986. 359 с.

47. ГОСТ 9.912 ‒ 89. Единая система защиты от коррозии и старения. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы ускоренных испытаний на стойкость к питтинговой коррозии. Москва: Издательство стандартов, 1990. 19 с.

48. ГОСТ Р 9.905 – 2007. Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования. Москва: Стандартинформ, 2007. 20 с.

49. ГОСТ 9.908 ‒ 85. Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы и сплавы. Методы определения показателей коррозии и коррозионной стойкости. Москва: Издательство стандартов, 1985. 17 с.

50. Коррозия и защита судов: Справочник / Под редакцией Е.Я. Люблинского, В.Д. Пирогова. Ленинград: Судостроение, 1987.

51. Melchers R.F., Jeffrey R. Influence of water velocity on marine immersion corrosion of mild steel // Corrosion. 2004. Vol. 60. No. 1. P. 84‒94. https://doi.org/10.5006/1.3299235

52. Коррозия. Справочное издание / Под ред. Л.Л. Шрайера / Пер. с англ. Москва: Металлургия, 1981. 632 с.

53. Маркович Р.А., Супрун Л.А. О коррозионной стойкости и кинетике разрушения углеродистой стали в движущейся морской воде // Защита металлов. 1970. Т. VI. № 5. С. 19‒25.

54. Климова В.А. Методика лабораторных коррозионных испытаний сварных соединений // Технология судостроения. 1959. № 6. С. 71‒78.