Коррозия металлов

Если не  считать благородных металлов, то в среде сухого хлора наибольшей стойкостью обладает никель и сплавы на его основе. Платина в среде хлористого водорода и хлора устойчива до температуры 1200°С.

На хромоникелевых сплавах (сталях) и самом никеле образуются поверхностные пленки, которые обладают  нормальными защитными свойствами и малой летучестью.

 

 

По толщине оксидной пленки на металлах их принято разделять на три группы: толстые, тонкие, средние.

1.Тонкие оксидные пленки  невидимы для человека невооруженным  глазом. Их толщина составляет  до 400 Å.

2.Средние оксидные пленки  в толщину достигают от 400 до 5000 Å и дают цвета побежалости.

3.Толстые оксидные пленки  хорошо видны на поверхности  металла. Их толщина составляет  свыше 5000 Å. Иногда они могут быть  достаточно толстыми, как, например, окалина на поверхности стали.

От защитных свойств оксидных пленок  зависит жаростойкость металла, законы роста толщины пленки во времени и многое другое.

При образовании окисной пленки  устанавливается скорость окисления металла, которая может изменяться во времени.  По этому судят о защитных свойствах окисных слоев. Также защитные свойства оксидной пленки определяют в лабораторных условиях капельным методом. На ее поверхность наносят подходящий для данного случая реагент и определяют время его проникновения к основному металлу.

2.Комбинированные методы защиты  от коррозии:

-Изменение свойств металла;

-Изменение свойств среды;

-Изменение характера взаимодействия металла и среды на границе раздела;

-Изменение свойств металла

-легирование металла;

-термообработка;

-поверхностная обработка (поверхностное легирование, ионная имплантация, аморфизация, и др.);

Изменение свойств среды

-ингибирование среды;

-обескислороживание водной среды;

-осушение воздуха;

-удаление агрессивных реагентов среды (соли, кислоты и т.п.);

-Измение характера взаимодействия металла и среды на границе раздела

-нанесение защитных покрытий изолирующих металл от агрессивной среды (лакокрасочные, металлические, оксидные, фосфатные, масла, смазки и т.п.);

-катодная поляризация (катодная защита, нанесение анодных покрытий);

-устранение анодной поляризации (защита от контактной коррозии, электродренаж, устранение блуждающих токов и пр.);

-рациональное проектирование (устранение зазоров, правильный выбор металла для данной среды, устранение контактов разнородных металлов, устранение застойных зон и т.п.);

Часто для эффективной защиты от коррозии используют комбинированные методы, сочетающие в себе несколько методов или способов антикоррозионной защиты.

Основным (наиболее распространенным) способом защиты от от коррозии, и одновременно с этим основным средством декоративной отделки являются лакокрасочные покрытия (ЛКП).

3.Морская коррозия – один из видов электрохимической коррозии. Морская вода – отличный электролит. Морская вода хорошо аэрирована (около 8 мг/л кислорода), имеет достаточно высокую электропроводность (может достигать 3•10-2 Ом-1 см-1), которая исключает появление омического торможения. Среда – нейтральная (рН = 7,2 – 8,6). В морской воде присутствуют соли кальция, калия, магния, сульфаты натрия, хлориды.

Именно из-за наличия в морской воде растворенных хлоридов (ионов-активаторов Cl-) она обладает депассивирующим действием, по отношении к металлической поверхности (разрушает и предотвращает появление пассивных пленок на поверхности металла).

Морской коррозии подвергаются: металлическая обивка днищ судов, подводные трубопроводы, морская авиация, различные металлоконструкции, находящиеся в воде, металлические конструкции в портах, прокатные валки на блюминге, которые охлаждаются морской водой и т.п.

Наиболее часто выбирают для эксплуатации в условиях морской коррозии сталь. Для быстроходных морских судов и морской авиации используют более легкие сплавы.

 Особенности процесса  морской коррозии:

- высокая агрессивность  среды (как самой воды, так и  окружающей атмосферы);

- большое влияние контактной  коррозии металлов;

- дополнительное влияние  механического фактора (эрозия, кавитация);

- протекание биологической  коррозии и большое влияние  биологического фактора (обрастание  днища морского суда микроорганизмами).

Морская коррозия протекает с кислородной деполяризацией и является электрохимическим процессом. Процесс проходит по смешанному дифузионно-кинетическому катодному контролю. При интенсивной аэрации, быстром движении морского суда или самой воды (течение) может преобладать кинетический контроль. В условиях неподвижной морской воды или при наличии на металлической поверхности толстого шара вторичных продуктов коррозии преобладает диффузионный катодный контроль.

В условиях морской коррозии защитная пленка (оксидная или шар продуктов коррозии) являются катодом, а металл в порах, трещинах и других дефектах – анодом.

При протекании морской коррозии кроме равномерного разрушения дополнительно образуются глубокие язвы.

Морская атмосфера менее агрессивна, чем промышленная.

При протекании морской атмосферной коррозии разрушения носят более равномерный характер, чем коррозия в морской воде.

Факторы морской коррозии металлов

1. Соленость воды
2. Состав морской воды
3. Движение водных масс
4. Ватерлиния
5. Зазоры и щели
6. Прокатная окалина на поверхности металла
7. Биологическая морская коррозия
8. Контактная коррозия
9. Электрокоррозия
10. Механический фактор

Защита от морской коррозии

 

Наиболее распространенный метод защиты металлических изделий от морской коррозии – нанесение лакокрасочных материалов (ЛКМ).

В этих целях используются лакокрасочные материалы на основе битумов, фенолформальдегидной (краски АИШ), винилов (этинолевые лакокрасочные материалы), эпоксидной,  каменноугольной основе. Содержание растворителей должно сводится к минимуму либо к нулю.

Лакокрасочные материалы хороши тем, что их достаточно просто наносить и при введении в их состав некоторых добавок можно добиться дополнительных защитных эффектов. Введение  в краску окиси меди, окиси ртути или оловоорганических соединений делает краску необрастающей.  Окись меди при вымывании с покрытия образует труднорастворимый комплекс. Эти вещества токсичны для микроорганизмов. Необрастающую краску наносят только на часть металлоконструкции, находящуюся в непосредственном контакте с водой.

При защите металла от морской коррозии поверхность сначала подвергают холодному фосфатированию, а только потом наносят толстослойное   защитное лакокрасочное покрытие.

Лакокрасочные материалы на виниловой основе сами по себе обладают необрастающим эффектом.

 

Сплавы на основе алюминия защищают от морской коррозии при помощи оксидирования.

Для защиты от морской коррозии очень часто используют металлические защитные покрытия. Самое распространенное – цинковое. Толщина цинкового покрытия должна составлять около 150 – 200 мкм. Его можно использовать как самостоятельное защитное покрытие, так и в качестве основы под покраску.

Для обивки днища морского суда может использоваться легированный лантаном или цинком алюминий. Алюминиевое покрытие обладает высокой устойчивостью к коррозии, его можно применять в комплексе с лакокрасочным покрытием. Кроме того алюминиевые покрытия имеют повышенную стойкость к эрозии.

Для защиты стали от морской коррозии  первым делом ее поверхность тщательно очищают от прокатной окалины. Для этого используют пескоструйную очистку, либо пламя, или же химическое травление. На обработанную и заранее подготовленную поверхность далее наносят лакокрасочное или металлическое покрытие.

Низкое легирование стали незначительно увеличивают ее стойкость в морской воде.

Высоколегированные хромоникелевые и хромистые стали в морской воде подвергаются местной язвенной и щелевой коррозии.

Высокой стойкостью к морской коррозии отличается медь и ее сплавы, особенно монель-металл, состоящий с 25 – 30% меди, а остальное – никель.

Широкое применение в практике защиты от морской коррозии нашла электрохимическая защита (протекторная или от внешнего источника тока).

Такая защита от морской коррозии может применятся самостоятельно или в комплексе с защитными покрытиями.

Особое место при защите конструкции от морской коррозии занимает рациональное конструирование. Правильный подбор материалов (во избежание контактной коррозии), защитных покрытий, равномерное распределение по всей конструкции напряжений и т.п. могут значительно продлить срок службы металлоконструкции.

Электрокоррозию можно предупредить, использую дренирование или же применяя специальные электросхемы.

Для защиты металлоконструкций от морской биологической коррозии применяют  лакокрасочные материалы с биоцидными добавками. Также есть данные об использовании  метода ультразвуковой защиты. Недостатком метода является большое потребление энергии и постепенное разрушение защищаемого материала. Суть метода состоит в воздействии на защищаемую поверхность ультразвуковых колебаний, имеющих частоту 23 – 27 кГц.

Для комплексной защиты стали от морской коррозии можно применять ультразвуковую  и катодную защиту одновременно.

 

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ.Г.И.НОСОВА

КАФЕДРА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ И МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ на тему:

«Коррозия металлов»

 

 

 

 

 

                                                                                                                                   Выполнил: Степанов С.А.

                                                                                                                                         Проверила:Пыхтунова С.В

                                                                                                                                         Курс:2

                                                                                                                                         Группа:190600

 

 

 

 

 

 

 

Магнитогорск

2014