Виды коррозионно-механических разрушений конструкционных материалов

Для химически стойких покрытий могут быть применены следующие  лакокрасочные материалы:

-перхлорвиниловые: эмали ХСЭ, ХСЭ-25, лак ХСЛ;

-сополимеровинилхлоридные:  эмаль   ХС-75,   ХС-710,   лак   ХС-76,эмаль ВХЭ-4001;

-эпоксидные: эмаль ЭП-4171, ЭП-4178, лак Э-4001, Э-4100; 
       -фенольные: лак бакелитовый А [15].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.5.   ВЫБОР АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ

Лаковые покрытия.

 Таблица

№№  систем покрытий	Системы покрытий		К-во       слоев	Толщина  комплексного покрытия, мкм		Примечание
Неагрессивные среды
1.	Грунт Гф-021              Эмаль ПФ-223		1           2	50		Допускается грунтовку  Гф-021 заменять грунтовками  Гф-020
2.	Грунт Гф-021              Эмаль Гф-230		1           2	50		--"--
Слабоагрессивные среды
2.	Грунт Гф-021              Эмаль Гф-230		1           2	50		--"--
3.	Грунт Гф-021              Краска  БТ-177		1           2	55		--"--
Среднеагрессивные среды
4.	Шпатлевка ЭП-00-10		3	60		--"--
6.	Шпатлевка ЭП-00-10         Эмаль  ЭП-773			60		--"--
9.	Грунт ХС-008             Эмаль ХВ-1120		2            4	70		Допускается грунтовку ХС-008 грунтовкой ХС-080 или  ХВ-060
10.	Грунт ХС-068             Эмаль  ХВ-785             Лак ХВ-784-15%   алюминиевой пудрой	2            2            2		85	--"--
14.	Грунт ХС-068             Эмаль  ХВ-774	2           4		60	--"--
17.	Шпатлевка ЭП-00-10         Эмаль  ЭП-525	1           2		60	--"--

             

№№  систем покрытий		Системы покрытий		К-во       слоев		Толщина  комплексного покрытия, мкм		Примечание
Сильноагрессивные среды
5.	Шпатлевка ЭП-00-10		4		80		--"--
7.	Шпатлевка ЭП-00-10         Эмаль  ЭП-773		1 3		80		--"--
8.	Шпатлевка ЭП-00-10         Эмаль  ЭП-525		1 3		80		--"--
15.	Грунт ХС-068             Эмаль  ХВ-785             Лак ХВ-784		3 4 2		105		--"--
16.	Грунт ХС-068             Эмаль  ХВ-785             Лак ХВ-769		2 1 6		180		--"--
18.	Грунт ХС-068             Эмаль  ХВ-1120		2 6		90		Допускается грунтовку ХС-068 заменить грунтовкой ХС-069 или ХВ-060
19.	Грунт ХС-068             Эмаль  ХВ-785             Лак ХВ-784-15%   алюминиевой пудрой		2 4 2		105		--"--
11.	Лак КО-815 с  5% серебристого графита		3		35		Термостойкая
12.	Эмаль  КО-84		3		75		--"--
13.	Эмаль  КО-87		3		50		--"--

 

 

 

 

 

7.6. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

Стойкость деталей в результате коррозионно-эррозионного воздействия сред зависит, в первую очередь, от физико-химических свойств поверхностных слоев, в которых концентрируются наибольшее напряжение и развиваются процессы коррозии и износа.

Одним из эффективных методов повышения  надежности и долговечности деталей оборудования коксохимической промышленности является нанесение износостойких покрытий из металлических порошков методом наплавки напыления, эмалирования и термодиффузионного припекания.

Для получения износостойких покрытий наполнителями [27] используют следующие порошковые материалы: железный ПЖО, ПЖ1, ПЖ2, медный ПМ, ПМА, ПМС-1, никелевый ПНК, ПНЭ, ПН-1, ПН-2, свинцовый ПАС, ПС1, ПС2, наплавочный состав ПГ-С1, ПГ-УС25, графитовый ЭУТ, ГАК-2, УЭН, фторопластовый (фторопласт-4), фторид кальция, дисульфид молибдена МВ-41, МВ-42, МВ-43, феррохрома \УС; для вспомогательных добавок - стеарат цинка, хлорид аммония, борфторат аммония.

Из  класса гальваностатических покрытий в качестве износостойких применяют хромовые покрытия. Так, для нанесения износо- и коррозионно-стойкого покрытия из стали Ст.З используется следующий состав (в г/л):

хромовый  ангидрид 260;

серная кислота 2,5;

при температуре в ванне 328-333 К;

плотность тока 50-80 А/дм²;

выход по току 10-15%. 
Толщина покрытия составляет 20-50 мкм [28].

Также может быть использован газовый  метод хромирования. При этом используется смесь газов водорода и хлорида  либо только хлорид водорода. Диффундирующим веществом служит хлорид хрома, получающийся в результате воздействия хлорида водорода на хром или феррохром при высокой температуре.

Для поверхностного упрочнения деталей  машин, работающих в условиях эррозионно-коррозионного и абразивного износа, рекомендуется применять комплексное насыщение или боррирование, с соответствующим выбором материала основы.

Для насадок аппаратов можно применять  упрочнение поверхности электролизным боррированием при 1173-1193 К (плотность тока 0,15 А/см²). В качестве основы предлагается малолегированная сталь типа ШХ15 [29].

Поверхности деталей машин можно упрочнять  и другими способами боррирования, в частности, в засыпке из 84% карбида бора и 16% буры (с добавкой хлористого аммония, 1273-1373 К) или в вакууме, используя спеченные брикеты с геометрией контактной поверхности, идентичной поверхности насыщения детали (например, брикетированная втулка и деталь цилиндрической формы).

Алитирование. Поверхность стали марки Ст.З, используемой для изготовления деталей, которые работают в условиях интенсивного гидроабразивного износа, упрочняется алитированием при температуре 1223 К в засыпке: пудра алюминиевая - 40%, порошок глинозема - 58%, хлористый аммоний -2% с последующим азотированием при 803 К в аммиаке (30 ч.) [30].

Для повышения коррозионной стойкости  конденсаторов, рабочих колес насосов  широкое использование получило диффузионное хромирование покрытий.

В результате хромирования углеродистых сталей 45 и У8А при 1373-1423 К образуется карбидный слой (Сг, Ре)₂зСб, под которым располагается нетравящийся эвтектоид. При температуре насыщения последний соответствует твердому раствору хрома и углерода в железе. Общая глубина диффузионного слоя - около 50 мкм, глубина карбидного слоя - 20 мкм.

Хромирование  сталей 20 и 45 можно производить при  температуре соответственно 1413-1433 К и 1323-1473 К в течение 16 часов (разрешение 10^-2 мм рт.с.).

Для восстановления механических свойств изделий их подвергали термоупрочняющей обработке - нормализации от 1147 К, 1,5 - 2 ч. [40].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.7. Разработка химико-технологических методов снижения коррозии и изнашивания

В производстве широко используют химическое нанесение  металлических покрытий на изделия. Процесс химического металлирования является каталитическим или автокаталитическим, а катализатором является поверхность изделия. Раствор, используемый для металлизации, содержит соединение наносимого металла и восстановитель. Поскольку катализатором является поверхность изделия, выделение металла и происходит именно на ней, а не в объеме раствора. В автокаталитических процессах катализатором является металл, наносимый на поверхность. В настоящее время разработаны методы химического покрытия металлических изделий никелем, кобальтом, железом, палладием, платиной, медью, золотом, серебром, родием, рутением и некоторыми сплавами на основе этих металлов. В качестве восстановителей используют гипофосфит и боргидрид натрия, формальдегид, гидразин. Естественно, что химическим никелированием можно наносить защитное покрытие не на любой металл. Чаще всего ему подвергают изделия из меди.

Наиболее  простым и экономичным способом борьбы с коррозией является также применение нейтрализаторов совместно с ингибиторами коррозии. Целесообразно использовать дополнительную ингибиторную защиту. Рекомендуется применять ингибиторы ИКБ-2-2, ТАЛ-3 в сочетании с нейтрализацией воды.

Контроль  над выполнением химико-технологических  мероприятий должен осуществляться службой коррозии завода и сотрудниками химических лабораторий [41].

Использование винипласта для футерования различных технологических емкостей, поверхности которых находятся в контакте с жидкими пищевыми средами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.8. Разработка организационно-технических мероприятий понижения коррозии и изнашивания

       В  промышленности  разработан  ряд  организационно-технических мероприятий снижения коррозии и изнашивания.

1. Все мероприятия по защите от коррозии должны быть контролируемы. Их состояние и эффективность в течение всего времени эксплуатации следует проверять в условиях, определяемых выбранными конструктором геометрическими формами объекта, его местоположением и устройством.
2. Все предусмотренные противокоррозионные мероприятия должны 
   быть такими, чтобы ремонт или их повторное проведение были по возможности 
   достаточно простыми при данном местоположении объекта и окружающих его 
   условиях.
3. Предпочтительность замены всего объекта вместо повторного ремонта должна быть установлена на основании рабочих и экономических параметров объекта.
4. Чтобы избежать серьезных помех при обслуживании и ремонте, могут потребоваться коренные изменения идеи протектора; в особенности это относится к сложным по конструкции видам сооружений и оборудования в коррозионно-агрессивных средах.
5. К  противокоррозионному обслуживанию  должны  предъявляться 
   требования либо минимально возможного времени выполнения работ, либо 
   проведения этих работ через максимально возможные промежутки времени.
6. Противокоррозионное обслуживание является частью общей планируемой программы обслуживания объекта при его эксплуатации; эта про 
   грамма должна выполняться с наименьшими помехами для функционирования 
   или использования объекта и одновременно с этим должна быть совместимой с 
   характеристиками коррозионной стойкости.
7. Периодичность   обслуживания  должна   соответствовать   рабочим 
   циклам и создавать минимально возможные неудобства во всех отношениях.
8. Необходимо принимать все возможные меры, чтобы снизить до 
   минимума  степень  трудности  и   стоимости  периодического   обслуживания, 
   включая демонтаж и последующую сборку сооружений и оборудования, очистку и подготовку поверхностей на месте, предохранительные меры.
9. Следует обеспечивать безопасность обслуживающего персонала.
10. Быстро корродирующие детали не должны размещаться в недоступных местах, внутри объекта, т.к. это заставляет обслуживающий персонал производить операции разборки.
11. Материалы  и системы защиты необходимо  выбирать  с учетом 
    свойственной им экономически обоснованной продолжительности сохранения 
    стойкости к коррозии.
12. Противокоррозионное обслуживание следует регулировать таким 
    образом, чтобы оно соответствовало решению проблем, возникающих при общетехнологическом обслуживании.
13. Доступность для осмотра должна быть увязана с выборочными 
    контрольными операциями и методами разрушающих и неразрушающих испытаний.
14. Реально ожидаемый профессиональный уровень персонала, который будет заниматься обслуживанием при эксплуатации, определяет устанавливаемые эксплуатационные требования.
15. Рекомендуется применение модульных блоков, отвечающих требованиям защиты от коррозии [42].