History of the development of metal corrosion research at the institute of physical chemistry and electrochemistry of the Russian Academy of Sciences. The prediction of atmospheric corrosion of structural metals and mapping the continental Russian territory for various time periods
https://doi.org/10.61852/2949-3412-2026-4-2-176-211
Abstract
The results of work conducted in the Laboratory of metal corrosion in natural environments over the past 20 years in the area of predicting atmospheric corrosion of metals are reviewed. Atmospheric corrosion models were developed based on statistical processing of data on corrosion mass losses of typical metals (carbon steel, zinc, copper, and aluminum) obtained during large-scale international and Russian programs. Using the developed models, it is possible to assess the aggressiveness category of the atmosphere with respect to a given typical metal, predict its corrosion resistance during long-term operation in various climatic conditions, and develop maps of territories at various geographic scales based on the distribution of estimated corrosion damage over different time periods.
About the Authors
Y. M. Panchenko
A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
1-4, Leninsky prospect, 119071 Moscow
A. I. Marshakov
A.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences
Russian Federation
Russian Federation
1-4, Leninsky prospect, 119071 Moscow
References
1. П.В. Стрекалов, А.А. Михайлов и Ю.М. Панченко, Атмосферная коррозия металлов в зонах с тропическим и субтропическим климатом. 1. Характеристики климатических факторов, воздействующих на коррозию (начало), Коррозия: материалы, защита, 2005, № 3, 2−8.
2. П.В. Стрекалов, А.А. Михайлов, Ю.М. Панченко и Э.Г. Васильева, Атмосферная коррозия металлов в зонах с тропическим и субтропическим климатом. 1. Характеристики климатических факторов, воздействующих на коррозию (окончание), Коррозия: материалы, защита, 2005, № 4, 2−9.
3. А.А. Михайлов, П.В. Стрекалов, Ю.М. Панченко и Э.Г. Васильева, Атмосферная коррозия металлов в зонах с тропическим и субтропическим климатом. 2. Характеристики климата и коррозионных эффектов на основе современных данных, Коррозия: материалы, защита, 2006, № 6, 2−11.
4. А.А. Михайлов, П.В. Стрекалов и Ю.М. Панченко, Атмосферная коррозия металлов в зонах с холодным и очень холодным климатом. Обзор, Коррозия: материалы, защита, 2007, № 7, 1−16.
5. П.В. Стрекалов, А.И. Маршаков, А.А. Михайлов и Ю.М. Панченко, История развития коррозионных исследований в Институте физической химии РАН. Ч. I. Коррозия металлов и сплавов в природных условиях, Коррозия: материалы, защита, 2005, № 11, 2−8.
6. П.В. Стрекалов, А.И. Маршаков, А.А. Михайлов и Ю.М. Панченко, История развития коррозионных исследований в Институте физической химии РАН. Ч. II. Коррозия металлов и сплавов в природных условиях, Коррозия: материалы, защита, 2005, № 12, 2−8.
7. А.А. Михайлов, П.В. Стрекалов и Ю.М. Панченко, Моделирование атмосферной коррозии металлов и картографирование территорий, в сб. Современные проблемы физической химии, Юбилейный выпуск к 60-летию ИФХ РАН, М.: Издательский дом «Граница», 2005, 481−497.
8. А.А. Михайлов, П.В. Стрекалов и Ю.М. Панченко, История развития коррозионных исследований в Институте физической химии РАН. Ч. 3. Моделирование коррозии и функции доза−ответ для конструкционных металлов, Коррозия: материалы, защита, 2006, № 7, 2−10.
9. А.А. Михайлов, Ю.М. Панченко и Ю.И. Кузнецов, Атмосферная коррозия и защита металлов, Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2016, 555 с.
10. ISO 9223:2012(E), Corrosion of metals and alloys − Corrosivity of atmospheres − Classification, determination and estimation.
11. ISO 9224:2012(E), Corrosion of metals and alloys − Corrosivity of atmospheres − Guiding values for the corrosivity categories.
12. D. Knotkova, K. Kreislova and S.W. Dean, Jr, ISOCORRAG international atmospheric exposure program: Summary of results, West Conshohocken: ASTM International, 2010, 84 p. doi: 10.1520/DS71-EB
13. J. Tidblad, V. Kucera and A.A. Mikhailov, Statistical analysis of 8 year materials exposure and acceptable deterioration and pollution levels, Stockholm: Swedish Corrosion Institute, 1998, 49 p.
14. J. Tidblad, V. Kucera, A.A. Mikhailov, J. Henriksen, K. Kreislova, T. Yaites, B. Stöckle and M. Schreiner, UN ECE ICP materials: Dose-response functions on dry and wet acid deposition effects after 8 years of exposure, Water Air Soil Pollut., 2001, 130, 1457–1462. doi: 10.1023/A:1013965030909
15. B.M. Rosales, M.E.M. Almeida, M. Morcillo, J. Uruchurtu and M. Marrocos, Corrosion y proteccion de metales en las atmosferas de Iberoamerica, Madrid: Programma CYTED, 1998, 629–660.
16. M. Morcillo, Atmospheric corrosion in Ibero-America. The MICAT project, in Atmospheric Corrosion, W.W. Kirk and H.H. Lawson Eds., Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials, 1995, 257–275. doi: 10.1520/STP14924S
17. Ю.М. Панченко, Л.А. Шувахина и Ю.Н. Михайловский, Атмосферная коррозия металлов в районах Дальнего Востока, Защита металлов, 1982, 18, № 4, 575−582.
18. J. Tidblad, A.A. Mikhailov and V. Kucera, Model for the prediction of the time of wetness from average annual data on relative air humidity and air temperature, Prot. Met., 2000, 36, no. 6, 533–540. doi: 10.1023/A:1026621009635
19. S. Feliu, M. Morcillo and S. Feliu, The prediction of atmospheric corrosion from meteorological and pollution parameters − I. Annual corrosion, Corros. Sci., 1993, 34, no. 3, 403–422. doi: 10.1016/0010-938X(93)90113-U
20. Yu.M. Panchenko and A.I. Marshakov, Prediction of first-year corrosion losses of carbon steel and zinc in continental regions, Materials, 2017, 10, no. 4, 422. doi: 10.3390/ma10040422
21. Yu.M. Panchenko, A.I. Marshakov, L.A. Nikolaeva and V.V. Kovtanyuk, Prediction of first-year corrosion losses of copper and aluminum in continental regions, AIMS Mater. Sci., 2018, 5, no. 4, 624–649. doi: 10.3934/matersci.2018.4.624
22. Yu.M. Panchenko, A.I. Marshakov, I.V. Bardin and A.V. Shklyaev, Use of statistical analysis methods for estimating the reliability of first-year сarbon steel and zinc corrosion loss predictions calculated using dose-response functions, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2019, 55, no. 4, 753–760. doi: 10.1134/s2070205119040142
23. Yu.M. Panchenko, A.I. Marshakov, L.A. Nikolaeva and T.N. Igonin, Evaluating the reliability of predictions of first-year corrosion losses of structural metals calculated using dose-response functions for territories with different categories of atmospheric corrosion aggressiveness, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2020, 56, no. 7, 1249–1263. doi: 10.1134/S207020512007014X
24. Yu. Panchenko, A. Marshakov, T. Igonin, L. Nikolaeva and V. Kovtanyuk, Corrosivity of atmosphere toward structural metals and mapping the continental Russian territory, Corros. Eng. Sci. Technol., 2019, 54, no. 5, 369−378. doi: 10.1080/1478422X.2019.1594526
25. Y. Panchenko, A. Marshakov, L. Nikolaeva and T. Igonin, Development of models for the prediction of first-year corrosion losses of standard metals for territories with a coastal atmosphere in various climatic regions of the world, Corros. Eng. Sci. Technol., 2020, 55, no. 8, 655−669. doi: 10.1080/1478422X.2020.1772535
26. М.Г. Курс, Ю.М. Панченко, Е.Ю. Ветрова и Т.А. Ненашева, Коррозионная агрессивность атмосферы в различных климатических районах РФ, Коррозия: материалы, защита, 2020, № 3, 12−22.
27. ГОСТ 9.107-2023, ЕСЗКС, Коррозионная агрессивность атмосферы. Общие положения.
28. Yu.M. Panchenko, A.I. Marshakov, L.N. Kudryavtseva and T.N. Igonin, Prediction of atmospheric corrosivity categories with respect to typical metals, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2025, 14, no. 4, 2201–2231. doi: 10.17675/2305-6894-2025-14-4-25
29. ГОСТ 9.039-74, ЕСЗКС, Коррозионная агрессивность атмосферы. Общие положения.
30. М.А. Гаврюшина, Ю.М. Панченко и А.И. Маршаков, Модель прогноза коррозионных потерь углеродистой стали за первый год экспозиции на основе алгоритма «случайный лес», Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2024, 2, № 1, 41–59. doi: 10.61852/2949-3412-2024-2-1-41-59
31. M.A. Gavryushina, A.I. Marshakov and Yu.M. Panchenko, Application of the random forest algorithm of corrosion losses of aluminum for the first year of exposure in various regions of the world, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2023, 59, no. 1, 85−95. doi: 10.1134/s2070205123700259
32. L. Breiman, Random forests, Machine Learning, 2001, 45, 5−32. doi: 10.1023/A:1010933404324
33. Scikit-learn, Machine learning in Python. URL: https://scikit-learn.org/stable/index.html
34. D. Knotkova, P. Boschek and K. Kreislova, Results of ISO CORRAG program: Processing of one-year data in respect to corrosivity classification, in Atmospheric Corrosion, Eds. W.W. Kirk and H.H. Lawson, West Conshohocken, PA: ASTM International, 1995, 38–55. doi: 10.1520/STP14912S
35. S.W. Dean and D.B. Reiser, Analysis of long-term atmospheric corrosion results from ISO CORRAG program, in Outdoor Atmospheric Corrosion, Ed. by H.E. Townsend, West Conshohocken, PA: ASTM International, 2002, 3–18. doi: 10.1520/STP10879S
36. I. Díaz, H. Cano, B. Chico, D. de la Fuente and M. Morcillo, Some clarifications regarding literature on atmospheric corrosion of weathering steels, Int. J. Corros., 2012, 2012, 812192. doi: 10.1155/2012/812192
37. D. de la Fuente, I. Díaz, J. Simancas, B. Chico and M. Morcillo, Long-term atmospheric corrosion of mild steel, Corros. Sci., 2011, 53, 604–617. doi: 10.1016/j.corsci.2010.10.007
38. M. Morcillo, B. Chico, I. Díaz, H. Cano, and D. de la Fuente, Atmospheric corrosion data of weathering steels. A review, Corros. Sci., 2013, 77, 6–24. doi: 10.1016/j.corsci.2013.08.021
39. P. Albrecht and T.T. Hall, Atmospheric corrosion resistance of structural steels, J. Mater. Civ. Eng., 2003, 15, no. 1, 2−24. doi: 10.1061/(ASCE)0899-1561(2003)15:1(2)
40. S. Feliu, M. Morcillo and S. Feliú, The prediction of atmospheric corrosion from meteorological and pollution parameters – II. Long-term forecasts, Corros. Sci., 1993, 34, no. 3, 415−422. doi: 10.1016/0010-938X(93)90113-U
41. Yu.M. Panchenko, A.I. Marshakov, T.N. Igonin, V.V. Kovtanyuk and L.A. Nikolaeva, Long-term forecast of corrosion mass losses of technically important metals in various world regions using a power function, Corros. Sci., 2014, 88, 306–316. doi: 10.1016/j.corsci.2014.07.049
42. Ю.М. Панченко, Кинетика гравиметрических параметров коррозионного процесса, Коррозия: материалы, защита, 2013, № 4, 1–7.
43. Ю.М. Панченко и П.В. Стрекалов, Образование, удержание и сброс продуктов атмосферной коррозии металлов. Ч. 2. Кинетика коррозии и сброса, Защита металлов, 2005, 41, № 6, 602−613.
44. Yu.M. Panchenko and A.I. Marshakov, Long-term prediction of metal corrosion losses in atmosphere using a power-linear function, Corros. Sci., 2016, 109, 217–229. doi: 10.1016/j.corsci.2016.04.002
45. Изменения климата 2016 год (декабрь 2015 – ноябрь 2016), Обзор состояния и тенденций изменения климата России, Москва: ФГБУ «Институт Глобального климата и экологии», 2017, 42 c.
46. Y. Panchenko, A. Marshakov, T. Igonin and L. Nikolaeva, Estimation of long-term corrosion resistance of structural metals and mapping the continental territory of the Russian Federation for various time periods, Corros. Eng. Sci. Technol., 2021, 56, no. 4, 363–371. doi: 10.1080/1478422X.2020.1862967
47. Y.M. Panchenko, A.I. Marshakov, L.A. Kudryavtseva, V.V. Kovtanyuk and T.A. Nenasheva, A chloride deposition model for predicting the categories of atmospheric corrosivity in coastal areas, Corros. Eng. Sci. Technol., 2025, 60, no. 5, 376–389. doi: 10.1177/1478422X241298181
48. Ю.М. Панченко, А.И. Маршаков, Л.А. Кудрявцева, В.В. Ковтанюк, Т.А. Ненашева, А.А. Рыбкина, Т.Н. Игонин, А.И. Вдовин и Т.В. Коваль, Предсказания первогодовых коррозионных потерь конструкционных металлов при экстремально высоких значениях скорости осаждения хлоридов, Коррозия: защита материалов и методы исследований, 2025, 3, № 3, 65–86. doi: 10.61852/2949-3412-2025-3-3-65-86
Review
For citations:
Panchenko Y.M., Marshakov A.I. History of the development of metal corrosion research at the institute of physical chemistry and electrochemistry of the Russian Academy of Sciences. The prediction of atmospheric corrosion of structural metals and mapping the continental Russian territory for various time periods. Title in english. 2026;(2):176-211. (In Russ.) https://doi.org/10.61852/2949-3412-2026-4-2-176-211
Views:
15
JATS XML
Email this article 