Антикоррозийная обработка металла чем


способы защиты металлов в домашних условиях

Металлы используются практически везде. Основная проблема этих материалов в том, что они подвержены коррозии. Ржавчина постепенно разрушает структуру детали и выводит её из строя. Чтобы избежать разрушения материала, проводится антикоррозийная обработка. Обработку можно осуществить не только на производстве, но и дома.

Антикоррозийная обработка металла

Виды коррозии

За всё время работы с металлическими изделиями, люди выделили несколько видов коррозии металла:

  1. Почвенная — тип коррозии, которая поражает конструкции, находящиеся в земле. Из-за особенного состава грунта, наличия грунтовых вод, происходят химические процессы, вызывающие появление ржавчины.
  2. Атмосферная — процесс окисления, протекающий в ходе контакта водяных паров воздуха с металлической поверхностью. Чем больше вредных веществ в воздухе, тем быстрее появиться коррозия.
  3. Жидкостная — такому виду коррозии подвержены металлоконструкции, находящиеся в воде. Если в жидкости содержится соль, процесс разрушения материала будет протекать быстрее.

Выбор антикоррозийного состава зависит от того, в какой среде будет эксплуатироваться металлическая деталь.

Характерные типы поражения ржавчиной

Существует несколько типов поражения стали коррозией. Они различаются по внешнему виду и глубине поражения материала:

  1. Поверхностная коррозия. Представляет собой слой ржавчины, который может распространяться по всей поверхности изделия или находиться на отдельных его местах.
  2. Ржавчина в отдельных местах, которая начинает уходить вглубь материала.
  3. Образование глубинных трещин.
  4. Окисления одного компонента из металлического сплава.
  5. Ржавчина по всей поверхности, которая уходит вглубь материала.

Могут проявляться комбинированные типы поражения деталей ржавчиной.

Способы защиты от коррозии

Существуют разные виды антикоррозийной защиты металлоконструкций. Большинство деталей и заготовок обрабатывается с помощью промышленных растворов и оборудования. Однако, существуют и бытовые методы обработки металлических поверхностей.

Промышленные

Если говорить о промышленных средствах от ржавчины на металле, можно выделить такие виды обработки:

  1. Лакокрасочное покрытие.
  2. Термическая обработка.
  3. Защитный слой из металла. Наносится с помощью специального оборудования при высокой температуре и давлении.
  4. Добавление легирующих примесей в металл при его плавке. Этот процесс называется пассивация.
  5. Электрозащита.
  6. Использование ингибиторов. Это вещества, которые останавливают протекание химических реакций, приводящих к появлению ржавчины.

Существуют и другие методы обработки, которые используются на производстве. Выбор технологии зависит от того, в какой среде будет эксплуатироваться металлоконструкция.

Бытовые

Бытовые средства от ржавчины представляют собой лакокрасочные покрытия. Для защиты металлов используется:

  1. металлическая пудра;
  2. различные полимеры;
  3. смолы на основе силикона;
  4. ингибиторы.

Если металлическая поверхность уже повреждена, нужно использовать другие составы. Для этого подходят специальные смолы, стабилизаторы, грунты и преобразователи.

Как провести обработку своими руками?

Существуют различные способы защиты металла от коррозии, которые можно применять в домашних условиях. Для них не требуется применение дорогого оборудования и мощных химических составов.

Подготовка к обработке металла

Защитные краски

Краски, которые используются для защиты металлов, можно разделить на несколько видов:

  • эпоксидные;
  • алкидные;
  • акриловые.

У лакокрасочных материалов есть ряд преимуществ:

  • защитные составы быстро высыхают;
  • для нанесения не нужно обладать дополнительными навыками;
  • покрытие изменяет цвет металла;
  • долговечность.

Мастера в частных мастерских используют серебрянку. После нанесения она образует надёжный слой окиси алюминия. Эпоксидные смеси подходят для деталей, которые будут использоваться при высоких нагрузках.

Стандартная схема антикоррозийной обработки

Защита металлоконструкций от коррозии — это технологический процесс, который требует соблюдения этапов работы. Наносится защитный слой после финишной обработки металла. Этапы нанесения защиты:

  • обрабатываемая поверхность очищается от ржавчины, грязи, налёта;
  • после очистки заготовка обезжиривается;
  • когда обезжиривание закончено, наносится слой грунта;
  • после высыхания грунта наносится два слоя защитного состава.

При проведении работ нужно пользоваться защитными очками, респиратором и перчатками.

Нормы и правила СНиП

На государственных предприятиях защита от коррозии считается важнейшим моментом, который утверждается официальным документом СНиП 2.03.11 — 85. В нём указываются такие методы защиты металла:

  • покрытие лакокрасочными материалами;
  • пропитка заготовки антикоррозийным составом;
  • оклейка специальными плёнками.

В документе указывается какие методы можно использовать в определённых средах. При самостоятельной антикоррозийной обработке нужно учитывать правила и рекомендации из официального документа.

Антикоррозийная обработка применяется для защиты металлических изделий и продления их долговечности. При выборе защитного раствора нужно учитывать сферу эксплуатации детали.

 

Контроль коррозии для любой поверхности

Жидкости могут быть стойкими и всепроникающими веществами.

Даже на стальной поверхности с антикоррозийным покрытием вода в конечном итоге найдет способ добраться до основного металла. Возникающая в результате ржавчина чрезвычайно дорого обходится обществу, учитывая нашу зависимость от стальных мостов, автомобилей, водонагревателей и бесчисленного множества других стальных изделий. Во многих антикоррозионных покрытиях используются расходные элементы, такие как цинк, чтобы замедлить это разрушение. Но жертвенные покрытия просто откладывают неизбежное, поскольку в конечном итоге они исчезают, оставляя сталь незащищенной.

Контроль и предотвращение коррозии в 4-6 раз лучше

Покрытия

NeverWet® продемонстрировали улучшение контроля и предотвращения коррозии, которое в четыре-шесть раз лучше, чем у ведущих стальных поверхностных покрытий.

Мы тестируем наши покрытия в чрезвычайно агрессивной среде - камере соляного тумана, и сравниваем наши покрытия с первоклассными коммерческими полиуретановыми покрытиями, используемыми на мостах и ​​объектах инфраструктуры повсюду.

.

Защита от коррозии - SteelConstruction.info

Экономически эффективная защита от коррозии стальных конструкций не должна представлять особых трудностей для обычных приложений и сред, если факторы, влияющие на долговечность, будут учтены с самого начала.

Есть много стальных конструкций, которые успешно эксплуатируются в течение многих лет даже в неблагоприятных условиях. Первая крупная железная конструкция, мост в Колбрукдейле, Великобритания, просуществовала более 200 лет, а о железнодорожном мосту Форт более 100 лет ходят легенды.Сегодня доступны современные прочные защитные покрытия, которые при правильном использовании позволяют увеличить интервалы технического обслуживания и повысить производительность.

Ключ к успеху заключается в распознавании коррозионной активности окружающей среды, которой будет подвергаться конструкция, и в определении четких и подходящих характеристик покрытия. Если сталь находится в сухой отапливаемой внутренней среде, риск коррозии незначителен и защитное покрытие не требуется. И наоборот, стальная конструкция, подверженная воздействию агрессивной окружающей среды, должна быть защищена с помощью высокоэффективной обработки и, возможно, должна быть спроектирована с учетом обслуживания, если требуется увеличенный срок службы.

Оптимальная защитная обработка, сочетающая в себе надлежащую подготовку поверхности, подходящие материалы покрытия, необходимую долговечность и минимальную стоимость, достижима с использованием современных технологий обработки поверхности.

[вверх] Коррозия конструкционной стали

Основная статья: Коррозия конструкционной стали

 

Схематическое изображение механизма коррозии стали

Коррозия конструкционной стали - это электрохимический процесс, требующий одновременного присутствия влаги и кислорода.В отсутствие того и другого коррозия не происходит. По сути, железо в стали окисляется с образованием ржавчины, которая занимает примерно в 6 раз объем исходного материала, потребляемого в процессе. Здесь показан общий процесс коррозии.

Помимо общей коррозии, могут возникать различные типы локальной коррозии; биметаллическая коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия. Однако для стальных конструкций это, как правило, несущественно.

Скорость, с которой прогрессирует процесс коррозии, зависит от ряда факторов, относящихся к «микроклимату», непосредственно окружающему конструкцию, в основном от времени увлажнения и уровня загрязнения атмосферы. Из-за различий в атмосферных условиях данные о скорости коррозии не могут быть обобщены. Тем не менее, среды можно широко классифицировать, и соответствующие измеренные скорости коррозии стали служат полезным показателем вероятных скоростей коррозии. Дополнительную информацию можно найти в BS EN ISO 12944-2 [1] и BS EN ISO 9223 [2] .

Категории атмосферной коррозии и примеры типичных сред (BS EN ISO 12944-2 [1] )
Категория коррозионной активности Низкоуглеродистая сталь Потеря толщины (мкм) a Примеры типичных условий окружающей среды (только для информации)
Внешний вид Интерьер
C1
очень низкий
≤ 1.3 Отапливаемые здания с чистой атмосферой, например офисы, магазины, школы, гостиницы
C2
низкий
> 1,3 до 25 Атмосфера с низким уровнем загрязнения: преимущественно сельская местность Неотапливаемые здания, в которых может образовываться конденсат, например депо, спортивные залы
C3
средний
> 25 до 50 Городская и промышленная атмосфера, умеренное загрязнение диоксидом серы; прибрежная зона с низкой соленостью Производственные помещения с повышенной влажностью и некоторым загрязнением воздуха, e.грамм. предприятия пищевой промышленности, прачечные, пивоварни, молочные заводы
C4
высокая
> 50 до 80 Промышленные зоны и прибрежные районы с умеренной соленостью Химические заводы, бассейны, прибрежные суда и верфи
C5
очень высокий
> 80 до 200 Промышленные зоны с повышенной влажностью и агрессивной атмосферой и прибрежные районы с повышенной соленостью Здания или участки с почти постоянной конденсацией и высоким уровнем загрязнения
CX
крайний
> 200 до 700 Морские районы с высокой соленостью и промышленные районы с экстремальной влажностью и агрессивной атмосферой, субтропической и тропической атмосферой Промышленные зоны с экстремальной влажностью и агрессивной атмосферой

Примечания:

  • 1 мкм (1 микрон) = 0.001 мм
  • a Значения потери толщины указаны после первого года воздействия. Убытки могут уменьшиться в последующие годы.
  • Значения потерь, используемые для категорий коррозионной активности, идентичны приведенным в BS EN ISO 9223 [2] .

[вверх] Влияние конструкции на коррозию

Основная статья: Влияние конструкции на коррозию

Дизайн и детализация конструкции могут повлиять на долговечность любого нанесенного на нее защитного покрытия.Конструкции, спроектированные с большим количеством мелких конструктивных элементов и креплений, защитить сложнее, чем конструкции с большими плоскими поверхностями. Ключевые вопросы, которые следует учитывать, включают:


Общее руководство по предотвращению коррозии за счет тщательной проработки деталей проекта можно найти в BS EN ISO 12944-3 [3] , а некоторые типичные правила, которые можно и нельзя делать для зданий со стальным каркасом, показаны ниже.

 

Примеры отделки зданий

[вверх] Подготовка поверхности

Основная статья: Подготовка поверхности

 

Стальная балка, выходящая из автоматической струйной очистки

Подготовка поверхности - это важнейшая первая стадия обработки стальной основы перед нанесением любого покрытия, и она обычно считается наиболее важным фактором, влияющим на общий успех системы защиты от коррозии.

На характеристики покрытия в значительной степени влияет его способность должным образом прилипать к материалу основы. Начальное состояние поверхности стали может варьироваться в зависимости от количества остаточной прокатной окалины и степени начальной ржавчины. Однако в целом это неудовлетворительная основа для нанесения современных высокоэффективных защитных покрытий. Существует ряд методов подготовки и степеней чистоты, но, безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавчиной поверхностей, является абразивоструйная очистка.Стандартные степени чистоты для абразивно-струйной очистки в соответствии с ISO 8501-1 [4] :

  • Sa 1 - Легкая струйная очистка
  • Sa 2 - Тщательная струйная очистка
  • Sa 2½ - Очень тщательная струйная очистка
  • Sa 3 - струйная очистка до визуально чистой стали

Ручная струйная очистка
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

В процессе подготовки поверхности не только очищается сталь, но и создается подходящий профиль и амплитуда поверхности для получения защитного покрытия.Для высокоструктурированных лакокрасочных покрытий и термически напыленных металлических покрытий требуется грубый угловой профиль поверхности, чтобы обеспечить механический ключ. Это достигается за счет использования абразивных материалов. Дробеструйные средства используются для тонкопленочных лакокрасочных покрытий, таких как заводские грунтовки. Разница между дробеструйными и зернистыми абразивами и соответствующими профилями поверхности проиллюстрирована ниже на трехмерных диаграммах, полученных с помощью оборудования для бесконтактного определения характеристик поверхности.


После абразивно-струйной очистки можно исследовать дефекты поверхности и изменения поверхности, возникшие в процессе изготовления, например.грамм. сварка. Определенные дефекты поверхности, появившиеся во время первоначальной обработки стали, могут не повлиять на эксплуатационные характеристики покрытия, особенно для конструкций в категориях окружающей среды с относительно низким уровнем риска. Однако, в зависимости от конкретных требований к конструкции, может потребоваться дополнительная обработка поверхности для удаления поверхностных дефектов на сварных швах и кромках среза, а также растворимых солей для обеспечения приемлемого состояния поверхности для окраски.

[вверх] Лакокрасочные покрытия

Основная статья: Лакокрасочные покрытия

 

Поперечное сечение многослойной системы окраски

Лакокрасочные покрытия для стальных конструкций разрабатывались на протяжении многих лет в соответствии с промышленным законодательством по охране окружающей среды и в ответ на требования владельцев мостов и сооружений по повышению долговечности. Краска состоит из пигмента, диспергированного в связующем, и растворенного в растворителе.Наиболее распространены методы классификации красок по пигментации или по типу связующего.

Современная система окраски обычно включает последовательное нанесение покрытий из красок или, альтернативно, красок, наносимых поверх металлических покрытий с образованием «дуплексной» системы покрытия. Системы защитной окраски обычно состоят из грунтовки, промежуточных / строительных слоев и финишных слоев. Каждый слой покрытия в любой защитной системе выполняет определенную функцию, и различные типы наносятся в определенной последовательности грунтовки, за которой следуют промежуточные / строительные слои в цехе, и, наконец, финишное покрытие (или верхнее покрытие) либо в цехе. или на сайте.

Предварительные грунтовки используются на стальных конструкциях сразу после струйной очистки, чтобы поддерживать поверхность, очищенную струйной струей, в состоянии, свободном от ржавчины, на протяжении всего процесса изготовления до окончательной окраски. Эти типы грунтовок не используются перед нанесением покрытий методом термического напыления.

Способ нанесения лакокрасочных систем и условия нанесения существенно влияют на качество и долговечность покрытия.Стандартные методы, используемые для нанесения красок на стальные конструкции, включают нанесение кистью, валиком, обычным воздушным распылением и безвоздушным распылением / электростатическим безвоздушным распылением.

Безвоздушное распыление стало наиболее часто используемым методом нанесения лакокрасочных покрытий на стальные конструкции в контролируемых производственных условиях. Нанесение кистью и валиком чаще всего используется для нанесения на место, хотя также используются методы распыления. Покрытия «полосы», наносимые на края и острые углы, обычно наносятся кистью.

  • Безвоздушное распыление на стальные балки моста


Основными условиями, влияющими на нанесение лакокрасочных покрытий, являются температура стали, окружающей среды и влажность. Их легче контролировать в условиях магазина, чем на месте. При использовании современных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками правильное нанесение становится все более важным для достижения желаемых характеристик. Промышленность признала это и создала схему обучения и сертификации специалистов по нанесению красок (ICATS - Схема обучения специалистов по нанесению промышленных покрытий).Регистрация в ICATS (или в эквивалентной схеме, например, Trainthepainter) впоследствии стала обязательным требованием для работы на мостах Highways England и сооружениях Network Rail.

Безвоздушное распыление краски
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверх] Металлические покрытия

Основная статья: Металлические покрытия

Существует четыре широко используемых метода нанесения металлического покрытия на стальные поверхности.Это горячее цинкование, термическое напыление, гальваника и шерардитация. Последние два процесса не используются для металлоконструкций, но используются для фурнитуры, крепежа и других мелких предметов. Как правило, защита от коррозии, обеспечиваемая металлическими покрытиями, в значительной степени зависит от выбора металла покрытия и его толщины и не сильно зависит от способа нанесения.

[вверх] Горячее цинкование

 

Стальные элементы извлекаются из стандартной ванны горячего цинкования

Горячее цинкование - это процесс, который включает погружение стального компонента, на который будет нанесено покрытие, в ванну с расплавленным цинком (примерно при 450 ° C) после травления и флюсования, а затем его извлечение.Погружаемые поверхности равномерно покрыты цинковым сплавом и слоями цинка, которые образуют металлургическую связь с подложкой. Получающееся в результате покрытие является прочным, прочным, стойким к истиранию и обеспечивает катодную (протекторную) защиту любых небольших поврежденных участков, на которых обнажается стальная подложка. Типичная минимальная средняя толщина покрытия для стальных конструкций составляет 85 мкм.

 

Поперечное сечение горячеоцинкованного покрытия

[вверх] Металлические покрытия с термическим напылением

 

Поперечное сечение алюминиевого покрытия, нанесенного термическим напылением

Покрытия из цинка, алюминия и цинк-алюминиевых сплавов, нанесенные методом термического напыления, могут обеспечить долгосрочную защиту от коррозии стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред.Металл в виде порошка или проволоки подается через специальный пистолет-распылитель, содержащий источник тепла, которым может быть кислородное пламя или электрическая дуга. Расплавленные частицы металла выдуваются струей сжатого воздуха на стальную поверхность, предварительно очищенную пескоструйной очисткой. Легирования не происходит, покрытие состоит из перекрывающихся пластинок металла и является пористым. Затем поры герметизируются путем нанесения тонкого органического покрытия, проникающего в поверхность. Важно, чтобы герметик полностью заполнял всю пористость металлического покрытия.

Считается, что адгезия напыленных металлических покрытий к стальным поверхностям носит в основном механический характер. Поэтому необходимо наносить покрытие на чистую шероховатую поверхность, и обычно требуется струйная очистка с использованием грубого абразива.

Дуговое напыление
(Видео любезно предоставлено Metallisation)

[наверх] Соответствующие спецификации

Основная статья: Соответствующие спецификации

Общий успех схемы защитного покрытия начинается с хорошо подготовленной спецификации.Это важный документ, который предназначен для предоставления подрядчику четких и точных инструкций о том, что и как это должно быть сделано. Спецификация должна быть составлена ​​кем-то с соответствующими техническими знаниями, и в ней должно быть четко указано, что требуется, а что практично и достижимо. Он должен быть написан в логической последовательности, начиная с подготовки поверхности, проходя через каждый слой краски или металла, который нужно нанести, и, наконец, касаясь определенных областей, напримерсварные швы. Он также должен быть как можно более кратким и содержать всю необходимую информацию. Наиболее важные элементы спецификации следующие:


Большинство стальных мостов защищены в соответствии с требованиями стандарта Highways England и Network Rail. Для других мостов могут быть указаны альтернативные системы и методы покрытия, но аналогично должны применяться те же стандарты и принципы надлежащей практики нанесения покрытий.

[наверх] Инспекция и контроль качества

Основная статья: Инспекция и контроль качества

 

Набор средств контроля и контроля

Инспекция является неотъемлемой частью контроля качества.Его цель - проверить, соблюдаются ли требования спецификации, и предоставить клиенту отчет с соответствующими записями. Одним из главных достоинств инспектора по покрытию является четкая письменная спецификация, на которую можно без сомнения ссылаться.

Назначение стороннего инспектора соответствующей квалификации следует рассматривать как вложение в качество, а не только как дополнительные расходы. Инспекция процессов, процедур и материалов, необходимых для защитного покрытия стальных конструкций, имеет жизненно важное значение, поскольку серьезную ошибку даже в одной операции невозможно легко обнаружить после выполнения следующей операции, и, если ее не исправить немедленно, можно значительно снизить ожидаемые жизнь до первого обслуживания.

[вверх] Список литературы

  1. 1.0 1.1 BS EN ISO 12944-2: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 2: Классификация сред, BSI.
  2. 2,0 2,1 BS EN ISO 9223: 2012, Коррозия металлов и сплавов - Коррозионная активность атмосферы - Классификация, определение и оценка BSI
  3. ↑ BS EN ISO 12944-3: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 3: Соображения по конструкции, BSI.
  4. ↑ BS EN ISO 8501-1: 2007, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени ржавления и степени подготовки стальных поверхностей без покрытия и оснований после полного удаления предыдущих покрытий, ISO

[вверх] Ресурсы

[вверх] Дополнительная литература

  • Д. Дикон и Р. Хадсон (2012 г.), Руководство по проектированию стальных конструкций (7-е издание), глава 36 - Коррозия и предотвращение коррозии, Институт стальных конструкций.
  • Д.А. Bayliss & D.H.Deacon (2002), Контроль коррозии стальных конструкций (2-е издание), Spon Press

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

.

Коррозионная стойкость | Обработка поверхности Tantaline®

Коррозия в серной кислоте (H 2 SO 4 )

Tantaline® зарекомендовал себя как наиболее надежный материал для горячей сернокислой коррозии.

Скорость коррозии Tantaline® в серной кислоте незначительна при любой концентрации от 0% до 99% при температуре не менее 150 ° C.

При температурах выше 150 ° C необходимо учитывать скорость коррозии Tantaline®, но скорость коррозии Tantaline® в высокотемпературной серной кислоте намного ниже, чем скорость коррозии Hastelloy® *, титана и циркония.Tantaline® уже более 15 лет успешно применяется в критических приложениях клиентов.

Кривые изокоррозии серной кислоты

Кривая изокоррозии здесь показывает относительную коррозионную стойкость некоторых специальных сплавов и экзотических металлов при различных концентрациях и температурах серной кислоты (H 2 SO 4 ). Коррозионная природа серной кислоты, как и большинства кислот, сильно зависит от температуры и концентрации раствора.

Коррозия в разбавленной серной кислоте (0-10%)

В разбавленной серной кислоте (менее 10%) агрессивность кислоты ограничена, поэтому аустенитные и дуплексные стали и в некоторой степени титан могут быть экономически эффективным вариантом в низкотемпературном диапазоне. При температурах выше 100 ° C могут потребоваться более устойчивые к коррозии материалы, такие как тантал или марки Hastelloy® *.

Коррозия в серной кислоте в диапазоне концентраций от 10% до 90%

Известно, что серная кислота в концентрациях от 10% до 90% является особенно агрессивной.Обычные специальные металлы, такие как титан и Hastelloy® * C276, быстро коррозируют в серной кислоте при температурах ниже 100 ° C. Очень немногие материалы, включая цирконий и тантал, можно наносить выше точки кипения серной кислоты. Танталин® - безусловно, самый экономичный вариант. Tantaline® будет также поддерживать свою коррозионную стойкость выше точки кипения независимо от концентрации до 99%, тогда как цирконий теряет свою коррозионную стойкость в серной кислоте при концентрации выше примерно 75%.

Коррозия в концентрированной серной кислоте

Концентрированная (безводная) серная кислота менее коррозионна, чем водная серная кислота и сплавы на основе железа. Кремниевый чугун показывает низкие скорости коррозии в 99% -ной серной кислоте, но будет страдать от коррозионного растрескивания в SO 3 , содержащем концентрированную серную кислоту (олеум).

Коррозионные свойства в серной кислоте

Ограничения применения танталина® в серной кислоте

При очень высоких концентрациях серной кислоты (более 98%) коррозионные характеристики деталей, обработанных танталом, а также деталей, обработанных Tantaline®, будут снижаться из-за наличия «свободного» SO 3 .Таким образом, тантал в целом может не подходить для дымления серной кислоты (олеума).

Коррозия в соляной кислоте (HCl)

Соляная кислота - это раствор хлористого водорода (HCl) в воде, высококоррозийная сильная минеральная кислота, которая используется во многих промышленных целях.

При более низких температурах пластиковые или полимерные футеровки, такие как PTFE или PVDF, могут быть экономически эффективным способом избежать коррозии. При температурах выше 150 ° C диффузия через полимерные материалы становится значительной, и пластиковая футеровка, как правило, не подходит.При таких температурах механические свойства полимерной футеровки могут быть плохими, что вынуждает инженеров рассматривать решения на основе металлов.

Из-за потенциально сильных реакций между хлорид-ионами и основным металлом необходимо знать концентрацию и температуру соляной кислоты, чтобы определить, может ли металл выжить и иметь приемлемую скорость коррозии. Приведенная ниже изокоррозионная диаграмма показывает относительную коррозионную стойкость некоторых специальных сплавов и экзотических металлов при различных концентрациях и температурах соляной кислоты (хлористого водорода).Такие сплавы обычно применяются, когда нержавеющая сталь показывает недостаточную коррозионную стойкость в соляной кислоте. Видно, что коррозионное воздействие соляной кислоты, как и большинства кислот, сильно зависит от температуры. Хлоридсодержащие кислоты во многих ситуациях проявляют коррозионную природу, аналогичную природе соляной кислоты при сопоставимых концентрациях кислоты и / или хлорида.

По сравнению с другими специальными металлами и сплавами, такими как Hastelloy® *, ниобий и цирконий, коррозионная стойкость металлического тантала не имеет себе равных в соляной кислоте.Металлический тантал - это элемент (атомный номер 73), который считается наиболее коррозионно-стойким металлом, доступным на рынке. При температурах менее 150 ° C и концентрации менее 30% считается, что тантал имеет нулевую скорость коррозии или менее 1 мил / год при работе с хлоридной кислотой.

Для прецизионных деталей, таких как клапаны, фитинги и приборы, где допуски критичны для их работы, скорость коррозии 5 мил / год или больше обычно считается неприемлемой для применений с соляной кислотой.

В таблице показана относительная коррозионная стойкость соляной кислоты при концентрациях от 5% до 35% и температурах до 200 ° C. Как видно, Tantaline® имеет лучшие характеристики по сравнению со сплавами на основе ниобия, циркония и никеля.

Коррозионная стойкость в соляной кислоте

Коррозия в высокосернистом газе (H 2 S)

Материалы для высокосернистого газа (H 2 S)

Кислый газ при высоких давлениях, температурах и в смесях других кислот (например,грамм. муравьиная кислота, обычно встречающаяся в среде интенсификации притока нефтяных скважин), является чрезвычайно коррозионным. В таких условиях выжить могут лишь некоторые материалы. Танталовые поверхностные сплавы Tantaline® невосприимчивы к средам с кислыми газами, не демонстрируя измеримой скорости коррозии. Это намного превосходит характеристики традиционных материалов, таких как C276, и различных марок титана.

Кислый газ (H 2 S) и кислый газ, определение

Высокосернистый газ (природный газ) или любой другой газ, вызывающий коррозию из-за значительного содержания сероводорода (H 2 S).Природный газ считается кислым, если на кубический метр природного газа содержится более 5,7 миллиграммов H 2 S (4 ppm H 2 S по объему). Природный газ, содержащий меньше сероводорода, называется «сладким газом».

Термины «кислый газ» и «высокосернистый газ» часто используются как синонимы. Строго говоря, кислый газ - это любой газ, содержащий в значительных количествах сероводород (H 2 S), тогда как кислый газ - это любой газ, содержащий значительные количества кислых газов, таких как диоксид углерода (CO 2 ) или сероводород ( H 2 S).Таким образом, диоксид углерода сам по себе является кислым газом, но не кислым газом.

Коррозия высокосернистого газа при транспортировке

Природные газы с высоким содержанием серы и диоксида углерода (кислый и кислый газ) признаны чрезвычайно агрессивными и опасными. Необходимо будет нанести специальный коррозионно-стойкий материал, так как углеродистая сталь не подходит. Кроме того, транспортировка от устья скважины до завода по производству серы должна осуществляться осторожно.

Коррозия кислых газов в системах с повышенными температурами

При повышенных температурах кислый газ сероводород может стать очень коррозионным.Сообщалось о скоростях коррозии в диапазоне «дюймов в год» или «мил в день» для автоклавов C276 (Hastelloy® *), используемых в лабораториях. В этих системах Tantaline® обеспечивает практически нулевую скорость коррозии.

Коррозия в муравьиной кислоте (HCOOH)

Муравьиная кислота доказала свою высокую коррозионную активность при концентрациях более 50%, особенно при загрязнении кислотными окисляющими хлоридами. Из-за его коррозионной природы при высоких концентрациях выбор материала может быть сложной задачей.

Нержавеющая сталь, сплавы на основе никеля и коррозия циркония в муравьиной кислоте

Муравьиная кислота вызывает коррозию многих сплавов, включая нержавеющую сталь, никелевые сплавы и цирконий. Муравьиная кислота является восстановителем и разрушает нержавеющую сталь, если не добавлен окислитель. Сплавы на основе никеля работают лучше, чем SS316, но они разрушаются, если присутствует окислитель. Цирконий успешно применялся в некоторых областях применения муравьиной кислоты, но он чувствителен к воздействию кислотных окисляющих хлоридов и других загрязнителей, таких как FeCl 3 и CuCl 2 .Таким образом, использование циркония в этой среде не рекомендуется, и следует избегать использования этих материалов.

Иммунитет Tantaline® к муравьиной кислоте до 150 ° C

Tantaline® - единственный коммерчески доступный металл, который не чувствителен к коррозии со стороны муравьиной кислоты в любой концентрации до 150 ° C, где могут присутствовать примеси, такие как FeCl 3 или CuCl 2 .

Коррозия Tantaline® в муравьиной кислоте при температуре выше 150 ° C

Tantaline® демонстрирует очень хорошую коррозионную стойкость в муравьиной кислоте при температурах в диапазоне от 150 ° C до 300 ° C.Чтобы оценить точную скорость коррозии, необходимо индивидуально оценить конкретный состав среды.

Коррозия в уксусной кислоте (CH 3 COOH)

Уксусная кислота (CH 3 COOH или этановая кислота) представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, напоминающим уксус. Уксусная кислота в основном используется в промышленности в качестве прекурсора при производстве ацетата целлюлозы, главным образом для фотопленки и поливинилацетата для столярного клея, а также синтетических волокон и тканей.

Хотя концентрированная уксусная кислота относится к категории слабых кислот, она вызывает коррозию и поражает кожу. Уксусная кислота называется ледяной уксусной кислотой в безводных условиях и вызывает серьезные проблемы коррозии при повышенных температурах.

Коррозионная природа ледяной уксусной кислоты при температурах выше 120 ° C

При температурах выше 120 ° C уксусная кислота становится чрезвычайно агрессивной, и для ее сдерживания необходимы специальные материалы. Цирконий, как правило, был предпочтительным материалом для этих практик, поскольку его коррозионная стойкость к ледяной уксусной кислоте хорошая.В то время как цирконий обеспечивает хорошую коррозионную стойкость к уксусной кислоте, коррозионная стойкость Tantaline® к уксусной кислоте превосходна при стоимости, которая примерно на 30% дешевле, чем у циркония.

Тестирование танталина в ледяной уксусной кислоте

Тестируемый раствор был приготовлен с использованием ледяной уксусной кислоты х.ч. Были использованы три испытательных сосуда, состоящие из новых сосудов высокого давления, футерованных ПТФЭ. В каждый сосуд из ПТФЭ наливали примерно 65 мл испытательного раствора. Часть, обработанную Tantaline®, поместили в первый испытательный сосуд; во втором - твердый тантал; а в третьем сосуде был цирконий 705.Все образцы для испытаний были полностью погружены в ледяную уксусную кислоту и запечатаны. Собранные тестовые сосуды были помещены в лабораторную печь при 205 ° C на период шести (6) недель (1008 часов). Результаты испытаний показывают, что деталь, обработанная Tantaline®, намного превосходит как цирконий 705, так и твердый тантал, полностью выдерживая коррозию.

* Hastelloy® является товарным знаком Haynes International

.

Антикоррозионная обработка

Коррозионная обработка - это вид обработки воды, который служит для предотвращения коррозии в водопроводных системах из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, углеродистая сталь, медь и алюминий.

Многие трубопроводы для питьевой и технической воды имеют проблемы с коррозией в трубах с открытым или закрытым кольцом или в процессах охлаждения и нагрева вследствие использования нескольких металлов, таких как нержавеющая сталь, углеродистая сталь, медь и алюминий, и, как следствие, плохо кондиционированной воды.

Гальваническая коррозия

Когда два металла соединяются друг с другом вблизи электролита, происходит реакция. Это называется гальванической коррозией. Во время такой реакции благородный металл подвергнется коррозии в последнюю очередь.

Открытые водопроводные системы

«Открытая система» означает, что вода в водопроводной системе может контактировать с наружным воздухом и, как следствие, с кислородом. Система открытая за счет соединения с открытой бочкой для хранения или вертикальной трубой.Кислородная пыль или загрязняющие вещества могут вовремя попадать в систему через отверстия.

Кислород и загрязняющие вещества, добавленные в систему, могут усилить микробную активность. Как следствие, может произойти образование биопленки. Это может вызвать негативные эффекты, такие как образование шлама и забивание труб и теплообменников.

Lenntech может предложить различные решения этих проблем, например, УФ-дезинфекцию, озонирование, дозирование биодиспергаторов и другие химические решения.

Помимо этих эффектов, коррозия может возникать в результате применения различных материалов, таких как медные или нержавеющие стальные трубы и насосы из углеродистой стали.

Lenntech может предложить и дозировать ингибиторы коррозии для защиты труб и насосов от коррозии. Эти ингибиторы, которые могут быть на основе фосфатов или фосфонатов, усмиряют и защищают детали из нержавеющей и углеродистой стали от коррозии. Lenntech часто советует компаниям использовать в трубах умягченную или деминерализованную воду (с низким содержанием хлора и без осаждения солей, повышающих жесткость). Lenntech также рекомендует контролировать pH и увеличивать pH оборотной воды до pH 9.2 - 9,5. Скорость коррозии металла при таком pH очень мала.

Для систем, которые часто выходят из строя в течение длительного периода времени, мы советуем компаниям поддерживать низкий, но непрерывный поток воды по трубопроводам, чтобы предотвратить коррозию из-за простоя.

Мы также часто советуем компаниям применять фильтры частичного потока для удаления мелких взвешенных частиц, которые образуются из отслоившихся частиц изнутри труб и продуктов коррозии. Эти фильтры были разработаны для непрерывной фильтрации воды CV и систем охлаждения строительных конструкций, а также для удаления частиц железа (оксида железа, частиц ржавчины) и шлама.Рекомендуемые нами фильтры представляют собой комбинацию магнитных фильтров и рукавных фильтров, которые устанавливаются непосредственно на основной возвратной трубе.

Закрытые водопроводные системы

Внутри закрытых водопроводных систем также может возникнуть коррозия. Несмотря на то, что компании всегда следят за тем, чтобы в качестве отправной точки использовалась чистая вода и исключена возможность добавления кислорода в систему, коррозия все же может происходить на различных участках водопроводной системы.
Этот вид коррозии называется анаэробной коррозией.Анаэробные бактерии уменьшают количество определенных веществ, таких как сульфат, и, следовательно, возникает коррозия. Анаэробные процессы, вызывающие коррозию, будут оптимально функционировать при pH от 7 до 8. Получающиеся в результате вещества представляют собой осадок гидроксида железа (Fe (OH) 2 ) и сульфида железа (FeS).

Оборудование для отбора проб и измерения

Lenntech может поставлять компаниям различные наборы для испытаний для мониторинга нескольких параметров, таких как pH, проводимость, жесткость, микробное загрязнение и концентрации ингибиторов.

Если вы хотите, чтобы мы посоветовали вам состояние вашей водопроводной системы и шаги, которые вы можете предпринять для удаления и предотвращения коррозии, отправьте нам обзор устройства вашей системы и вашего анализа воды.
При необходимости мы можем провести для вас анализ воды.

.

Смотрите также