Что происходит при химической коррозии металлов


Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией. Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

  • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
  • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
  • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

 

Основные виды коррозии

 

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить  два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов  — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить  электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

 

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

 

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

 

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

α = Vок/VМе = Мок·ρМе/(n·AMe·ρок),

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

 

Оксидные пленки, у которых α < 1, не являются сплошными и сквозь них  кислород легко проникает к поверхности металла. Такие пленки не защищают металл от коррозии. Они образуются при окислении кислородом щелочных и щелочно-земельных металлов (исключая бериллий).

Оксидные пленки, у которых  1 < α < 2,5 являются сплошными и способны защитить металл от коррозии.

При значениях α > 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

 

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

металлоксидαметаллоксидα
KK2O0,45ZnZnO1,55
NaNa2O0,55AgAg2O1,58
LiLi2O0,59ZrZrO21.60
CaCaO0,63NiNiO1,65
SrSrO0,66BeBeO1,67
BaBaO0,73CuCu2O1,67
MgMgO0,79CuCuO

Значение, определение, типы, предотвращение коррозии

    • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
    • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
      • BNAT
      • Классы
        • Класс 1-3
        • Класс 4-5
        • Класс 6-10
        • Класс 110003 CBSE
          • Книги NCERT
            • Книги NCERT для класса 5
            • Книги NCERT, класс 6
            • Книги NCERT для класса 7
            • Книги NCERT для класса 8
            • Книги NCERT для класса 9
            • Книги NCERT для класса 10
            • NCERT Книги для класса 11
            • NCERT Книги для класса 12
          • NCERT Exemplar
            • NCERT Exemplar Class 8
            • NCERT Exemplar Class 9
            • NCERT Exemplar Class 10
            • NCERT Exemplar Class 11
            • 9plar
            • RS Aggarwal
              • RS Aggarwal Решения класса 12
              • RS Aggarwal Class 11 Solutions
              • RS Aggarwal Решения класса 10
              • Решения RS Aggarwal класса 9
              • Решения RS Aggarwal класса 8
              • Решения RS Aggarwal класса 7
              • Решения RS Aggarwal класса 6
            • RD Sharma
              • RD Sharma Class 6 Решения
              • RD Sharma Class 7 Решения
              • Решения RD Sharma Class 8
              • Решения RD Sharma Class 9
              • Решения RD Sharma Class 10
              • Решения RD Sharma Class 11
              • Решения RD Sharma Class 12
            • PHYSICS
              • Механика
              • Оптика
              • Термодинамика
              • Электромагнетизм
            • ХИМИЯ
              • Органическая химия
              • Неорганическая химия
              • Периодическая таблица
            • MATHS
              • Статистика
              • 9000 Pro Числа
              • Числа
              • Числа
              • Число чисел 9 0004
      .

      Экспериментальное исследование влияния коррозии на механические свойства подземных металлических труб

      Было установлено, что коррозия является наиболее распространенной причиной отказов подземных металлических труб. Обзор опубликованной литературы по коррозии труб показывает, что мало исследований проводилось по влиянию коррозии на механические свойства материалов труб и почти не проводилось исследований влияния коррозии на вязкость разрушения. Цель данной статьи - представить комплексную программу испытаний, предназначенную для изучения влияния коррозии на механические свойства металлов в почве.Два типа металлов, а именно чугун и сталь, испытывают на коррозию в трех различных средах. Установлена ​​взаимосвязь между коррозией и ухудшением механических свойств металлов. В статье обнаружено, что чем более кислая среда, тем больше коррозии подвергается металл, и что коррозия снижает как прочность на разрыв, так и вязкость разрушения металла. Результаты, представленные в документе, могут внести свой вклад в совокупность знаний о коррозионном поведении и его влиянии на механические свойства металлов в почвенной среде, что, в свою очередь, позволяет более точно прогнозировать отказы подземных металлических труб.

      1. Введение

      Трубопроводы представляют собой важную инфраструктуру, которая играет важную роль в национальной экономике, социальном благополучии и качестве жизни. Большинство труб изготавливаются из металлов, например, из чугуна и стали, и располагаются под землей в грунте. По оценкам, около 85% водораспределительных труб - это чугун и сталь [1]. Из-за их длительной эксплуатации и воздействия агрессивной среды в почве старение и износ металлических труб привели к неожиданно высокому уровню отказов.Например, частота отказов чугунных труб может достигать 39 разрывов на 100 км в год в Канаде [2], в то время как интенсивность отказов водопроводных сетей в Австралии составляет в среднем 20 разрывов на 100 км в год [3]. Хорошо известно, что последствия отказов трубопровода могут быть социально, экономически и экологически катастрофическими, приводя к массовым нарушениям повседневной жизни, значительным экономическим потерям, масштабным наводнениям и последующему загрязнению окружающей среды и даже несчастным случаям и так далее.Следовательно, существует обоснованная необходимость в тщательном расследовании причин отказов труб.

      Опыт и исследования отказов труб показывают, что коррозия металлов, как чугуна, так и стали, является наиболее распространенной причиной отказов труб [4, 5]. Поскольку коррозия связана практически со всеми отказами труб, она стала глобальной проблемой для всех заинтересованных сторон, в частности инженеров и управляющих активами подземных металлических труб [6, 7]. Таким образом, за последние несколько десятилетий были предприняты значительные исследования коррозии металлических труб, более вероятно, чугунных труб, о чем, в частности, сообщили Doleac et al.[8], Dean Jr. и Grab [9], O’Day et al. [10], Randall-Smith et al. [11], Kirmeyer et al. [12], Camarinopoulos et al. [13], Sadiq et al. [14], Паносян и др. [15] и так далее. Из-за разной среды механизмы коррозии различны для внутренней и внешней поверхностей трубы. Что касается внутренней коррозии, то в зависимости от вещества, которое транспортируется в трубе, различные факторы, включая микробное воздействие, могут вызывать коррозию [16], тогда как внешняя коррозия в основном вызывается коррозионными химическими веществами в почве [17].Коррозия труб в почве - это взаимодействие между материалами труб и почвенной средой [18]. Существует несколько стимулирующих факторов, которые приводят к внешней коррозии трубы в почвенной среде [5, 19]. Влага, температура, значения pH, содержание минеральных солей, сульфиды, органические вещества, осадки и т. Д. Являются основными факторами, способствующими внешней коррозии труб в почве [20]. Коррозия металлов в почвах определяется, прежде всего, совокупным действием этих факторов. Это также зависит от физико-химических характеристик почв.

      Обзор опубликованной литературы по коррозии труб, как указано выше (а также см. Ссылки), показывает, что большая часть текущих исследований сосредоточена на механизмах коррозии, развитии коррозии и скорости коррозии с точки зрения материала. Было проведено мало исследований влияния коррозии на изменение механических свойств материалов труб, и почти не проводилось исследований влияния коррозии на вязкость разрушения материалов труб. Как хорошо известно, именно механические свойства материалов труб определяют поведение и возможное разрушение труб.Поэтому совершенно необходимо тщательно изучить влияние коррозии металла на его механические свойства. Понимание и знание вызванного коррозией ухудшения механических свойств металлов может предотвратить будущие отказы металлических труб.

      Существует два основных режима разрушения труб: разрыв из-за уменьшения толщины стенок труб и разрушение из-за концентрации напряжений на концах трещин, например, коррозионных ямок или, в общем, дефектов в трубы [21].Механические свойства, соответствующие этим двум режимам разрушения, - это предел прочности при растяжении и вязкость разрушения металла. Подробный анализ большинства опубликованных исследований в этой области (см. Ссылки) позволяет предположить, что текущие исследования отказов труб, вызванных коррозией, больше сосредоточены на потере прочности, чем на ударной вязкости. Обследование отказов действующих магистральных магистралей показывает, что большинство отказов чугунных водоводов имеют трещинный характер; то есть разрушение вызвано ростом трещины и последующим обрушением трубы [22].Поэтому важно изучить ухудшение как прочности на растяжение, так и вязкости разрушения металлов, чтобы обеспечить более точное прогнозирование отказов труб.

      Целью данной статьи является экспериментальное исследование влияния коррозии на механические свойства металлов, используемых в качестве материала труб. Комплексная программа испытаний предназначена для наблюдения, мониторинга и оценки коррозионного поведения металлов и его влияния на их механические свойства в различных средах.Два типа металлов, а именно чугун и сталь, испытывают на коррозию в трех средах, что представлено значениями pH. На основе анализа результатов испытаний разработана взаимосвязь между коррозией и ухудшением механических свойств металлов. Считается, что испытания влияния коррозии на механические свойства металлов - одни из немногих. Результаты, полученные в результате испытаний, могут внести вклад в совокупность знаний о коррозионном поведении и его влиянии на механические свойства металла в почвенной среде, что может помочь инженерам и управляющим активами снизить риск отказов металлических труб.

      2. Разработка образцов для испытаний
      2.1. Материалы образцов

      Чугун и сталь были наиболее распространенными материалами трубопроводов до 1980-х годов [21]. Среди различных типов чугуна и стали серый чугун и углеродистая сталь, пожалуй, являются наиболее широко используемыми трубными материалами [12, 23]. В связи с этим целесообразно выбрать эти два типа материалов для исследования коррозии ввиду их широкого применения и длительного срока службы. Чугун и сталь имеют совершенно разные механические свойства, хотя они использовались для тех же целей, что и трубы.Чугун - хрупкий материал, а сталь - пластичная. Чугун широко используется в трубопроводной промышленности из-за его сравнительно низкой стоимости, но в трубопроводной промышленности его заменили сталью из-за большей прочности и пластичности.

      Как известно, на механические свойства металла влияют его химический состав, морфология и микроструктура, которые существенно различаются. В этом исследовании в качестве материалов для испытаний выбраны простая углеродистая сталь Q235 и серый чугун HT200 из-за их широкого использования в трубной промышленности в Китае и наличия на рынке [1, 24].Химический состав стали Q235 и чугуна HT200 показан в таблице 1.


      Материал C S P Mn Si

      Сталь Q235 0,176 0,023 0,019 0,465 0,233
      HT200 чугун 3,2 0,12 0.015 0,9 1,6

      2.2. Образцы для испытания на разрыв

      Образцы для испытания на разрыв были изготовлены в соответствии со стандартными методами испытания металлических материалов ASTM E8M13 [25]. В стандарте для образцов для испытаний рекомендуется однолезвийный изгиб [SE (B)], размеры которого должны соответствовать следующему требованию: где - измерительная длина, а - диаметр средней части образца в пределах расчетной длины.Для сравнения образцы из двух различных материалов для испытания на разрыв намеренно изготовлены с одинаковыми размерами. Образец для прочности на разрыв показан на рисунке 1 (а).


      (а) Для прочности на разрыв
      (б) Для вязкости разрушения
      (а) Для прочности на разрыв
      (б) Для вязкости разрушения
      2.3. Образцы для определения вязкости разрушения

      Образцы для испытания на вязкость разрушения были изготовлены в соответствии со стандартным методом испытаний для измерения вязкости разрушения ASTM E1820-13 [26].В этом стандарте ключевым моментом является контроль ширины образца, поскольку это наиболее важный фактор, влияющий на результирующую вязкость разрушения. В зависимости от ширины образцов разрушение может быть двух типов: разрушение при плоском напряжении и разрушение при плоской деформации. Для разрушения при плоском напряжении вязкость разрушения уменьшается с увеличением ширины образца и стабилизируется на определенной ширине, при которой происходит разрушение при плоской деформации. Эта ширина определяется согласно ASTM E1820-13 следующим образом: где - ширина образца, - вязкость разрушения и - предел текучести материала.

      По (2) ширина выбранного образца чугуна марки HT200 была рассчитана равной 20 мм. Однако для выбранной стали Q235 расчетная ширина испытательного образца составляет 1700 мм, что слишком велико для практических испытаний как на коррозию, так и на разрушение. Поскольку основной целью данного исследования является () экспериментальное изучение того, как коррозия влияет на вязкость разрушения стали Q235, но не определение ее точного значения вязкости разрушения и () сравнение влияния коррозии на вязкость разрушения для различных металлов (т.е., сталь и чугун), оправдан выбор меньшего, но того же размера, что и для образцов из чугуна, для испытаний на коррозионную стойкость и вязкость разрушения. Это связано с тем, что все образцы для испытаний должны находиться в одинаковых условиях коррозии и разрушения, и, следовательно, относительное сравнение изменения вязкости разрушения с течением времени и друг с другом действительно. Кроме того, точное значение вязкости разрушения стали Q235 было определено различными методами, как показано, например, в Zhao et al.[27] и Донг и др. [28]. Образцы стали малого размера для испытаний на вязкость разрушения также использовались в других исследованиях, как показано в литературе [29]. Поэтому ширина образцов для испытания на вязкость разрушения для стали Q235 была выбрана такой же, как и для чугуна. Образец для вязкости разрушения показан на рисунке 1 (б).

      2.4. Производство образцов

      Все образцы для испытаний были изготовлены специалистами-механиками. Для образцов на растяжение изготовление было несложным.Для определения вязкости разрушения образцы теоретически должны иметь трещины в результате усталости. Опыт и обзор литературы показали, что нецелесообразно получать воспроизводимо острый узкий вырез, который будет достаточно хорошо имитировать естественную трещину, чтобы обеспечить удовлетворительный результат испытания на вязкость разрушения [27]. Наиболее эффективная альтернатива - создание прекрека, сравнительно короткой усталостной трещины, которая продолжается от узкой выемки. Существует три формы выемок для начала усталостной трещины (известная как начальная выемка для усталостных трещин): сквозная выемка, шевронная выемка и выемка, заканчивающаяся просверленным отверстием.Различные формы надрезов для начала усталостной трещины должны соответствовать различным требованиям к размерам. В этом исследовании сквозной надрез использовался в качестве стартера усталостной трещины. Подробные спецификации размера, конфигурации и подготовки образца см. В ASTM E1820 [26].

      3. Методика испытаний
      3.1. Моделирование коррозионного грунта

      Коррозия труб - это электрохимическая реакция между материалом трубы и коррозионными агентами в окружающей почве. Чтобы представить эту реакцию в лаборатории, необходимо смоделировать рабочую среду труб.Есть два метода моделирования рабочей среды; один - закопать трубу в ящик с настоящей почвой, а другой - погрузить трубу в раствор, содержащий основные химические элементы, извлеченные из реальной почвы (известный как почвенный раствор). Обзоры литературы показывают, что в большинстве современных исследований для испытания труб на коррозию в грунте используются растворы почвы [30, 31]. Поэтому в этом исследовании также использовался почвенный раствор для испытания на коррозию. Одним из преимуществ использования почвенного раствора является простота управления параметрами испытаний, а также контроль коррозионного поведения.

      Для удобства был выбран грунт на приусадебном участке с трубами под ним. Химический состав выбранной почвы был проанализирован и показан в таблице 2. Этот состав был использован для приготовления почвенного раствора. Химический анализ почвы показывает, что pH почвы составляет 8,0. Таким образом, базовый раствор, используемый для испытания на коррозию, имеет pH 8,0. Химический состав почвенного раствора, использованного в испытании на коррозию, представлен в таблице 3, которая была составлена ​​на основе принципа, что ключевые химические элементы образца почвы и почвенного раствора одинаковы [30, 31].


      Химический CaO MgO K 2 O Na 2 O

      Содержимое 0,94 2,17 0,60


      Химическая промышленность CaCl 2 ⋅2H 2 O MgSO 4 O MgSO 4 O KCl NaHCO 3

      Содержание 0.036 0,190 0,069 0,540

      Поскольку коррозия металла в естественных условиях почвы потребует много времени, чтобы оказать какое-либо существенное влияние на свойства материала и достичь цели исследования в пределах В период реализации проекта ускорение коррозии необходимо практически для всех коррозионных испытаний (например, [5, 32]). Таким образом, в этом испытании было принято ускорение коррозии.Обзор литературы предполагает, что значение pH экспоненциально ускоряет коррозию металла [33]. По этой причине для смоделированного раствора почвы были выбраны три значения pH, чтобы можно было изучить изменение влияния pH на коррозию. Основываясь на опыте исследований и предварительных испытаниях, pH 3,0 может ускорить коррозию в достаточной степени, чтобы оказать значительное влияние на механические свойства металла в течение проектного периода. При pH естественной почвы 8,0 среднее значение pH 5.Было выбрано 5.

      Различные значения pH были достигнуты добавлением серной кислоты и поддерживались на том же уровне в течение всего периода испытания. Можно отметить, что добавленная серная кислота может реагировать с химическими веществами в растворе, но эта реакция будет происходить точно так же, как и с растворимыми химическими веществами в естественной почве [30, 31]. Дело в том, что значения pH всего раствора поддерживались одинаковыми и использовались в качестве измерения для раствора.

      3.2. Параметры испытаний

      Как указано в инструкции, из многих факторов, влияющих на коррозию металлов в почве и ее влияние на механические свойства, химический состав почвы и металла является наиболее важным.В этом исследовании химический состав почвы был представлен pH, а металл - сортом. Поэтому в качестве основных переменных тестирования были выбраны значения pH почвенного раствора и тип металла, а также их изменение во времени. Как обсуждалось выше, для почвенного раствора были выбраны три значения pH: 8,0, 5,5 и 3,0. Для испытания на коррозию и его влияния на механические свойства были выбраны два типа металла: углеродистая сталь и серый чугун. Чтобы получить изменение коррозии и ее влияние на механические свойства металлов с течением времени, были выбраны три момента времени: 90, 180 и 270 дней (или 3, 6 и 9 месяцев), соответственно, в дополнение к начальному времени. , то есть до коррозии.Таким образом, всего четыре момента времени. Это время было выбрано на основе обзора литературы и опыта исследований, чтобы обеспечить измеримую коррозию и значительное изменение механических свойств образцов (например, [5, 32]).

      Для статистических исследований было сделано по три дубликата для каждого образца с указанными тестовыми переменными. Таким образом, общее количество образцов для испытаний составляет 3 (значения pH) 2 (два типа металла) 2 (свойства) 4 (временные точки) 3 (дубликаты) = 144.

      Измерение теста включает (i) ток коррозии; (ii) потеря веса; (iii) предел прочности на разрыв; и (iv) вязкость разрушения. Ток коррозии измеряли ежедневно в течение первой недели испытаний, а затем еженедельно до конца испытаний. Остальные три параметра были измерены в начальной точке и в трех назначенных точках времени, что дало четыре измерения с течением времени.

      3.3. Установка и процедура испытания

      Испытание на коррозию погружением проводилось в соответствии со стандартом ASTM G31-2012a Стандартное руководство по лабораторным испытаниям металлов погружением на коррозию [34] при комнатной температуре с почвенными растворами с тремя значениями pH (3.0, 5.5 и 8.0) в течение трех периодов времени: 90, 180 и 270 дней. Образцы из стали Q235 и чугуна HT200 промывали 50% ацетоном. Затем их сушили и помещали в емкости с определенными почвенными растворами. В каждом контейнере 6 образцов, 2 для механических свойств (растяжение и разрушение) и 3 дубликата, были погружены в раствор, как показано на Рисунке 2. Всего имеется 18 контейнеров, представляющих различные значения pH (3,0, 5,5 и 8,0). и материалы (чугун и сталь).Во время погружения значения pH в различных контейнерах измерялись с помощью pH-метра и контролировались добавлением серной кислоты. Коррозионные испытания всех 18 контейнеров проводились параллельно.


      Для контроля коррозионного поведения проволоки были приварены к двум образцам каждого типа (с маркировкой 1 # для образца на растяжение и 4 # для образца вязкости) в каждом контейнере, и токи коррозии образцов были измерены с помощью амперметра. В каждую точку трех назначенных периодов времени, то есть 90, 180 и 270 дней, образцы вынимали из раствора для измерения потери веса, прочности на разрыв и вязкости разрушения для трех значений pH как для стали, так и для чугуна.Потерю веса образцов измеряли в соответствии с ASTMG31-12a. Прочность на растяжение была проверена на системе испытаний материалов WAW-1000, как показано на рисунке 3 (а). Вязкость разрушения была проверена на системе тестирования MTS, как показано на Рисунке 3 (b). Лабораторные техники провели испытания на вязкость при растяжении и разрушении, чтобы гарантировать качество результатов.

      4. Результаты испытаний и анализ
      4.1. Ток коррозии

      Ток коррозии долгое время использовался в качестве основного индикатора коррозионного поведения металлов [4, 12–15, 35].В этом исследовании токи коррозии отслеживались в течение всего периода испытаний и регистрировались с помощью амперметра, как показано на рисунке 4. Результаты коррозионных токов представлены на рисунках 5 и 6 для стальных и чугунных образцов соответственно. Из рисунков видно, что токи коррозии в целом очень разбросаны. Это не является неожиданностью из-за случайного возникновения и роста коррозии. Это также может быть связано с точностью измерения силы тока из-за агрессивных сред.


      .

      Гальваническая коррозия - определение, механизм, примеры, причины и меры профилактики с видео

        • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
        • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
          • BNAT
          • Классы
            • Класс 1 - 3
            • Класс 4-5
            • Класс 6-10
            • Класс 110003 CBSE
              • Книги NCERT
                • Книги NCERT для класса 5
                • Книги NCERT, класс 6
                • Книги NCERT для класса 7
                • Книги NCERT для класса 8
                • Книги NCERT для класса 9
                • Книги NCERT для класса 10
                • NCERT Книги для класса 11
                • NCERT Книги для класса 12
              • NCERT Exemplar
                • NCERT Exemplar Class 8
                • NCERT Exemplar Class 9
                • NCERT Exemplar Class 10
                • NCERT Exemplar Class 11
                • 9plar
                • RS Aggarwal
                  • Решения RS Aggarwal класса 12
          .

          Что такое коррозия и как ее предотвратить? - Marine Coatings

          Что такое коррозия?

          Коррозия - это естественный процесс движения материалов, обычно металлов, к их самому низкому энергетическому состоянию, что приводит к спонтанной реакции между материалом и окружающей средой, что приводит к его разрушению. Слово происходит от латинского « corrodere» , что переводится как «грызть на куски».

          Для судостроения низкоуглеродистая сталь остается металлом номер один в конструкционных целях благодаря своей относительно низкой стоимости, механической прочности и простоте изготовления.Его главный недостаток состоит в том, что он легко корродирует в морской воде и, если он не имеет надлежащей защиты, быстро теряет прочность, что может привести к разрушению конструкции. На приведенной ниже диаграмме показан цикл коррозии. От добычи оксида железа и производства стали до коррозии.

          Изображение: ResearchGate

          Ремонт покрытий на море может стоить до 100 раз дороже первоначального покрытия, и, по оценке NACE International, общая стоимость морской коррозии во всем мире составляет от 50 до 80 миллиардов долларов в год. Источник: Морская промышленность. 2018. Морская промышленность. [ONLINE] Доступно по адресу: https://www.nace.org/Corrosion-Central/Industries/Maritime-Industry/ .

          При правильном планировании судовладельцы могут гарантировать, что их суда работают с максимальной производительностью и поддерживают экономическую эффективность, сохраняя при этом состояние своих активов. Если плохая подготовка поверхности является причиной порчи, единственное решение - удалить краску и начать заново.Важно сделать все правильно с первого раза.

          Два типа коррозии, особенно актуальных для морской промышленности, - это точечная коррозия и бактериальная коррозия.

          Как предотвратить коррозию

          Предотвращение коррозии требует устранения или подавления с использованием двух основных методов: катодной защиты и покрытия . Обычно системы катодной защиты используются вместе с системами покрытий.

          Катодная защита

          Целью катодной защиты является подавление происходящей электрохимической реакции.В нормальных коррозионных условиях ток от анода приводит к потере металла на анодном участке, что приводит к защите металла на катодном участке.

          Защита может быть обеспечена путем создания структуры, которую вы хотите защитить катодной, двумя способами:

          1. Расходные аноды:

          Когда два разнородных металла погружаются в морскую воду, металл с самым низким электрическим потенциалом подвергается наибольшей коррозии.Например, скорость коррозии мягкой стали можно контролировать, соединив ее с цинком, поскольку она затем станет анодом и подвергнется коррозии. В этом примере цинковый анод называется расходуемым анодом , потому что он медленно расходуется (корродирует) во время процесса защиты.

          Еще одно применение цинка в качестве расходуемого анода - это покрытие стали цинком; либо в виде гальванизации или металлизации, либо в виде краски с высоким содержанием активного цинка.

          1. Системы импульсного тока:

          Корпус судна можно сделать катодным с помощью источника постоянного тока.Наложенный ток подается в противоположном направлении, чтобы нейтрализовать ток коррозии и преобразовать коррозирующий металл с анода на катод. В этом примере отрицательная клемма постоянного тока подключена к защищаемому трубопроводу. Анод удерживается внутри для увеличения электрического контакта с окружающей средой.

          Изображение: Основные принципы катодной защиты

          Покрытия

          Эффективность покрытий, предотвращающих коррозию, зависит от многих факторов, например от типа покрытия, конечного использования покрытия и условий эксплуатации резервуара.

          Низкая проницаемость и хорошая «влажная адгезия», т.е. адгезия при погружении, широко считаются наиболее важными аспектами контроля коррозии с помощью покрытий.

          Для максимальной адгезии покрытий стальные поверхности перед покраской должны быть чистыми, сухими и свободными от масла, ржавчины, солей и других загрязнений.

          Сильно сшитые химически отверждаемые системы, вероятно, будут иметь относительно низкие характеристики проницаемости, и на них может влиять толщина пленки. Как правило, более толстые пленки задерживают прохождение кислорода и воды к поверхности стали.Таким образом, высокая толщина пленки (> 400 мкм dft) может обеспечить высокую степень защиты от коррозии, которая лучше всего достигается в многослойных системах, а не в одном слое.

          Покрытия в эксплуатации могут подвергаться механическим повреждениям. Следовательно, поддержание защиты от коррозии может быть наилучшим образом достигнуто с помощью покрытий, которые обладают как стойкостью к истиранию, так и защитой от коррозии. Рекомендуется, чтобы покрытия обладали хорошей стойкостью к «подрезанию», то есть стойкостью к коррозионной ползучести под пленкой на поврежденных участках.

          Другие механизмы, используемые для предотвращения коррозии в непогруженных, надводных областях, включают:

          • Использование антикоррозионных пигментов, например фосфата цинка. Этот пигмент малорастворим и может образовывать молекулярный слой, препятствующий коррозии, на поверхности стали.
          • Использование металлического цинка в качестве жертвенного пигмента, по сути, разработка системы катодной защиты «на месте».

          Наш успех в защите от коррозии:

          Многим клиентам AkzoNobel удалось предотвратить коррозию с помощью Intershield 300.Подробнее:

          Свяжитесь с нами

          Свяжитесь с нами , если вам нужна дополнительная информация о том, как предотвратить коррозию, или свяжитесь с вашим торговым представителем.

          .

          Смотрите также