Måter å bekjempe korrosjon

Metaller er kjemiske elementer som inngår oksidasjonsreduksjonsreaksjoner. En ukontrollert prosess kalles korrosjon. Hvis overflaten på en metalldel ikke er beskyttet mot kontakt med aggressive stoffer, oppstår et uopprettelig tap av strukturell styrke over tid. Hver sjette masovn i verden jobber for å kompensere for korrosjonstap. Ifølge forskningen Fra Institutt for Fysisk Kjemi ved det Norske Vitenskapsakademiet er det årlige tapet av jern 10 %.

Mekanismer for ødeleggelse av metall ved korrosjon

Metallødeleggelse skjer i kontaktområdet til overflaten av produktet med et aggressivt miljø. Som et resultat av samspillet dannes nye kjemiske forbindelser av metall-oksider og salter. Strukturen til de avledede forbindelsene kan være tett, beskytte metalloverflaten mot ytterligere forfall, eller løs, deretter øker den rustne skorpen, metalloksydasjonsprosessen fortsetter.

I fremtiden kan den tette beskyttelsesfilmen kollapse i et ugunstig miljø-reagere igjen og frigjøre tilgang til overflaten. Det er mange faktorer som forårsaker metallkorrosjon.Beskyttelse er nødvendig:

1. fra kjemisk aggressivt miljø i atmosfæren, vannmiljøet, underjordisk;

2. elektrokjemiske prosesser i elektroniske par;

3. stray strømmer;

4. biokorrosjon;

Videre har hver av de destruktive faktorene og deres sum en mangesidig effekt på metallets ytre og indre struktur.Prosessene med metallforfall i naturen skjer i et miljø der hver av faktorene spiller en rolle:

1. Armerte betongkonstruksjoner i jordens tykkelse, rørledninger, kolonner avhenger av jordens egenskaper og grunnvannets sammensetning.

2. Atmosfærisk korrosjon er sterkere jo mer fuktige damper og aggressive sure gasser er i luften.

3. Det flytende mediet av friske og salte kilder varierer i aggressivitet avhengig av sammensetningen av salter som utfører funksjonen til en elektrolytt og en kjemisk aggressor.

Er alle metaller utsatt for korrosjon

Edelmetaller platina, sølv, gull deltar ikke i kjemiske reaksjoner, er inerte og er ikke utsatt for korrosjon.

En tett oksidfilm lages på overflaten av krom, nikkel, titan, sink, kadmium og aluminium. Noen belegg er imidlertid ikke stabile nok, de blir ødelagt i sure eller alkaliske miljøer.

Kobber og jern har ikke engang minimal beskyttelse-overflaten oksyderes konstant, da det dannes et porøst lag som ikke blokkerer tilgangen til aggressive gasser.

Kobber er dekket med en grønn patina.Jernstrukturen korroderer med et belegg i forskjellige farger, avhengig av forholdene:

1. I et vandig miljømed mangel på oksygen, gul skala FeO (OH)

   O er dannet.

2. I tørr luftOg sjelden brun rust Fe2O3.

3. Effekten av atmosfærisk fuktighet på metalletfører til utseendet På rød skala Fe2O3*

   O.

4. Svart Skala Fe3O4det er en ferromagnet, skapt kunstig for å oppnå superledningsevne av metall.

Det er etablert et mønster som forbedrer den korrosive effekten av mediet ved metallkontakt. Etter tilhørighet er de delt inn i fem grupper. Metaller fra samme gruppe er ikke antagonister, de kan brukes sammen. Metaller fra deres forskjellige grupper i kontakt forbedrer elektrokjemisk korrosjon.

1. Gruppe 1– magnesium.

2. Gruppe 2– kadmium, aluminium, sink.

3. Gruppe 3– bly, tinn, jern og karbonstål.

4. Gruppe 4– krom og krom–nikkel stål, krom, nikkel.

5. gruppe 5– kobber og dets legeringer med nikkel, sølv.

Det vanligste strukturelle metallet på jorden er jern. Beskyttelse mot ødeleggelse av stål – og aluminiumkonstruksjoner lar deg forlenge levetiden til produkter, forhindre nødsituasjoner.

Forutsetninger for korrosjon er:

1. Langvarig eksponering for fuktighet, syrer eller baser.

2. Temperaturforskjeller.

3. Variabel belastning på metall, vibrasjon og friksjon.

4. Eksponering for stråling.

5. Effekter av virvel, statisk, likestrøm, elektromagnetisk stråling.

6. Biologisk ødeleggelse av metall av bakterier.

Typer korrosjon

Arten av strukturelle skader fra korrosjon avhenger av typen metall, men fører alltid til strukturelle skader og tap av styrke. Solid korrosjon ser ut som en peeling ujevn skorpe av sprø korn over hele overflaten. Det hender ofte at festemidler laget av et annet materiale blir ødelagt i krysset. Dermed blir aluminiumnitter på titanplater ødelagt, og grunnmetallet forblir intakt.

Korrosjon kan usynlig spre seg under overflaten og skape delaminering. Interkrystallinsk-ødelegger strukturen, delen mister styrke på grunn av tap av interne forbindelser. Fuktighet kommer inn i gapet mellom de to parrede delene, betingelser for sprekkkorrosjon skapes. Punkt-til-punkt-ødeleggelse innerst inne kan skape gjennomgående hull.

Alle typer korrosjon, forutsetningene for utseendet deres er studert, nye metoder for å beskytte overflaten mot metallkontakt med det ytre miljø blir oppfunnet.

Måter å redusere korrosjonshastigheten

Den mest effektive måten å øke motstanden til metaller er tilsetning av ligander som endrer materialets egenskaper. Slik lages spesielle rustfrie stål og andre legeringer.

Bruk separate typer beskyttelse:

1. Passiv;

2. Aktiv;

3. Strukturell.

Hvis oppgaven er å beskytte overflaten på en passiv måte, brukes ulike typer belegg. De danner en ugjennomtrengelig film av forskjellig tykkelse og formål.

Ikke-metalliske belegg:

1. Kjemisk beskyttelse– nitrering, fosfatering-påføring av korrosjonshemmere med påfølgende fiksering.

2. Påføring av malingsbelegg.

3. Polymer pulver farging.

De oppførte beskyttelsesmetodene er effektive så lenge det ikke er sprekker eller peeling på overflaten. De krever systematisk oppdatering, brukes ikke i et utilgjengelig miljø.

Før du påfører et nytt belegg på overflaten, må du kvitte deg med det gamle. Metallet rengjøres av lakkrester, spor av rust, avfettet, primet. Prosessen er arbeidskrevende.

Aktiv korrosjonskontroll gir elektrokjemisk ødeleggelse som oppstår i galvaniske damper i fuktige omgivelser. I dette tilfellet er en offeranode installert som et metall for ødeleggelse, som i elektriske kjeler. Et elektrisk felt kan påføres strukturen, noe som øker elektrodepotensialet til det strukturelle metallet.

Strukturell metode-isolerende pakninger utføres mellom antagonistmetaller, nøytrale legeringer brukes.

Typer av ikke-metalliske metalloverflatebelegg

Det er mange komposisjoner, de brukes i generelle tekniske og spesielle driftsforhold. Gruppen inkluderer primere, kitt, tørking av oljer, lakk og maling.

Typer beskyttelse:

1. Silikat emaljerarbeid ved høy temperatur i et aggressivt miljø. Speilfilmen beskytter overflaten perfekt, men under støtbelastning er laget dekket av sprekker, tettheten er ødelagt.

2. Polymer filmer, skapt ved dypping, virvel og gass-termisk sprøyting av flytende Spiraler av polystyren, polypropylen, fluoroplast, epoksyharpikser. En tynn film dannes, med en mulig antifriksjonseffekt.

3. Ved metoden for fosfatering av deler i en løsning av sink og fosforsalter, oppnås en film som er motstandsdyktig i varme saltløsninger.

4. Humificationav indre overflater av tanker og rør for pumping av alkalier og syrer. Gummibelegget er ustabilt, krever utskifting etter flere års bruk.

5. Oksidasjon.Blått stål med en «fet» blåaktig fargetone oppnås ved spesiell alkalibehandling når en elektrisk strøm føres. Overflaten med en tykkelse på 1,5 mikron oppnår korrosjonsbeskyttelse under driften av delen.

Varianter av galvaniseringsbelegg

Galvaniseringsmetoden for belegg er basert på bruk av elektrolytt og likestrøm. Elektrolytt-løsning for forkromming, galvanisering eller fornikling av overflaten. En av elektrodene er en del som et jevnt lag av plating påføres. Prosessen er kompleks, det avhenger av mange faktorer og ønsket tykkelse på beskyttelseslaget. Den brukes til påføring på overflaten av jernholdige og ikke-jernholdige metaller. Anodisering kan produsere et beskyttende lag av forskjellig tykkelse og struktur-porøs, plast, solid.

Metoder er utviklet:

1. Kjemisk og elektrolytisk nikkelbelegg;

2. Nikkel sementering;

3. Anodisering av aluminium og dets legeringer;

4. Galvanisering;

5. Kobber plating;

6. Kjemisk passivering;

7. Elektrolytisk polering;

8. Flerlags belegg.

La oss bli kjent med noen av de listede metodene for galvanisering.

Aluminium belegg

Anodisering av aluminium og legeringer er en vanlig måte å oppnå unike egenskaper for lettmetall. Så Glock-pistolen, laget av et lignende materiale, mister ikke driften etter en måneds nedsenking i sjøvann.

Anodisering oppnår imitasjon av overflaten under rustfritt stål, plast med forskjellig tekstur. En type galvanisering – «ematilisering» skaper en matt eller gjennomsiktig beskyttelsesfilm med høy styrke.

Galvanisering

Sink påføres ved katoden, karakterisert ved bevaring av overflateegenskaper selv etter skade på beskyttelseslaget, og forhindrer utseendet av rust. Men sink er følsom for virkningen av harpiks, fett, oljer.

Elektrolyseprosessen foregår i et bad med en alkalisk eller svakt sur elektrolytt. Alkalisering er egnet for deler av kompleks form, syrebehandling skaper et dekorativt lag som etterligner forkroming. Kortsiktig passivering beskytter overflaten mot atmosfærisk oksygen.

Hvis nikkelelektrolytt lastes inn i det galvaniske badet, er det motstandsdyktige belegget egnet for oljeproduksjon og trebearbeidingsutstyr.

Sementering

Opprettelsen av nikkelbelegg på overflaten ved sementering er nyttig for rustfritt og svart stål. Legeringen øker slitestyrken. I svart stål er ikke bare porene lukket, men også de interkrystallinske hullene, noe som øker korrosjonsbestandigheten til tolagsbelegget.

Sementering, det primære galvaniske belegget kalles for å presse ut væskeelektrolytten. I fremtiden vil det ikke være noen peeling av filmen på aluminiumsdeler av kompleks form. Et beskyttende substrat er opprettet for hovedlaget av kjemisk eller elektrokjemisk nikkelbelegg.

Egenskaper ved kjemisk nikkelbelegg

Etter sementering eller kobberbelegg beskytter et lag med kjemisk nikkelbelegg produktet mot temperaturkorrosjon på grunn av tilsetning av 10% fosforsalter. Men beleggets holdbarhet kan økes ved ytterligere innføring av fosfor og bor. Da tillater den økte styrken på overflaten at materialet kan brukes til veivaksler, stempelpinner, sylindere. Kostnaden for kjemisk nikkelbelegg er mye dyrere enn elektrolytisk.

Kjemisk passivering

Selv rustfritt stål uten overflatebeskyttelse kan pittes. Kjemisk passivering utføres også i et galvanisk bad. Elektrolyttene er kromater og molybdater i nitratmiljøet – de er alle sterke oksidasjonsmidler som beskytter metallet mot den aggressive virkningen av det ytre miljø.

Oksidfilmen dannet på overflaten er uoppløselig i vann. For langvarig handling er filmen beskyttet – overflaten er lakkert med korrosjonshemmere. Kjemisk passivering av messing gir det ikke bare beskyttende, dekorative egenskaper.

Hvilken av metodene for metallbeskyttelse du skal velge, avhenger av betingelsene for dens anvendelse.

Metoder for teknisk beskyttelse av konstruksjoner fra rust

Korrosjon kan undertrykkes fullstendig ved å plassere en metalldel i et kammer fylt med en inert gass. I praksis er dette umulig. Derfor brukes korrosjonsdempingsmetoder ved å eliminere destruktive faktorer.

Dampkjeler bruker avluftet vann med fjerning av oksygen og karbondioksid, noe som fører til groping av damprørledninger og samlerør. Hardhetssalter og klorider fjernes.

Elektrokjemisk beskyttelse av boreplattformer, rørledninger og konstruksjoner lagt i bakken. De er koblet TIL EN DC-krets som en katode. Anoden er en inert hjelpeelektroder. Slik beskyttelse kalles slitebanebeskyttelse.

Eksperter vurderer det mest komplekse settet med tiltak mot ødeleggelse av kommunikasjon i bakken. Jordkorrosjon er foranderlig og lumsk. Elektrokjemisk beskyttelse tar hensyn til jordens særegenhet og fuktighet, noe som skaper katodisk eller anodisk ødeleggelse.

I de nedgravde delene brukes et motstandsdyktig belegg av overflater med mastikk eller polymerer i form av bånd, smelter og emaljer. Effektivt bitumenbelegg 3-9 mm tykt.

Rørledningen med en lengde på titalls og hundrevis av kilometer legges på en pute med samme surhet. Sandfylling eller kalking av sure områder brukes for å unngå dannelse av galvaniske par. Katodiske beskyttelsesstasjoner er installert i hele rørledningen.

Konklusjon

Metallkorrosjon kan ikke stoppes, men dens innflytelse kan reduseres med et kompleks av tekniske metoder. Uten beskyttelse vil metallet raskt bli ubrukelig og skape katastrofale konsekvenser.