double arrow

Захист обладнання покриттями

Захист обладнання вибором конструкційних матеріалів та раціональним конструюванням

Конструкційний матеріал повинен забезпечувати хімічну стійкість і механічну міцність обладнання у виробничих умовах.

За електрохімічної корозії металів та сплавів наявність домішок призводить до утворення мікрогальванічних елементів з основним металом і збільшення швидкості корозії. При значному накопиченні домішок може виникати контактна корозія. Тому підвищення чистоти конструкційних матеріалів дає змогу знизити корозійні втрати [4].

Ефективність катодного і анодного процесів можна знизити:

а) підвищенням термодинамічної стійкості сплаву, вводячи в сплав (твердий розчин) значну кількість (за правилом Таммана) більш благородного компонента (легування сталі нікелем, нікелю міддю, міді золотом та ін);

б) підвищенням здатності переходу анодної фази в пасивний стан;

в) введенням в дуже невеликій кількості активних катодів, що сприяють катодному процесу (з кисневою деполяризацією), самопасивації металу (легування хромистих і хромонікелевих сплавів малою кількістю платини для підвищення стійкості до атмосферної корозії, сирого чавуну міддю для підвищення стійкості до нітратної кислоти і т.д.);

г) якщо для неокиснювального середовища підвищувати перенапругу виділення водню (легування сталі арсеном, стибієм або вісмутом, цинку кадмієм тощо) [1].

Покращення антикорозійних властивостей металів здійснюють видаленням з них домішок та легуванням. Розчинений в сталі або міді водень робить метал більш крихким. Фосфор, утворюючи феруму фосфіди (легкоплавкі евтектики), негативно впливає на властивості сталі [2].

Значно підвищується корозійна стійкість заліза при введенні більше 12 % хрому, мангану в магнієві сплави, нікелю в залізні сплави, міді в нікелеві сплави тощо. Для жаростійких сплавів на основі заліза основними легуючими компонентами є хром, кремній і алюміній. При легуванні сталі такими компонентами на поверхні утворюються жаростійкі плівки [5].

Важливим є раціональне конструювання окремих вузлів і апаратів. Неправильне конструювання в багатьох випадках може стати причиною утворення застійних зон, зазорів, концентрації напружень та інших явищ, що сприяють виникненню корозії [2].

Можливі причини виникнення корозії:

- скупчення вологи;

- утворення застійних зон рідини в апаратах і трубопроводах;

- контактна корозія(деталі, виконані з різних металевих матеріалів);

- підвищена температура.

Тому при створенні різних конструкцій необхідно врахувати:

- можливість провітрювання порожнин, наявність дренажних отворів тощо;

- обтічність елементів конструкції;

- контактуючі деталі з різнорідних металів повинні бути з різною величиною поверхні. При цьому деталь з найменшою поверхнею повинна бути виконана з більш благородного металу;

- рівномірний розподіл теплового потоку, унеможливити локальний перегрів;

Існують й інші вимоги до конструювання, що забезпечують створення виробів, в найменшій мірі схильних до небезпеки розвитку корозії. До них відносять: вимоги до загального компонування та розташування елементів, облік можливості нанесення та відновлення різних покриттів у процесі експлуатації і при ремонті обладнання, врахування особливостей експлуатації виробів та ін.

 

Захист обладнання покриттями

 

Нанесення захисних металевих покриттів – один з найпоширеніших методів боротьби з корозією. Ці покриття не тільки захищають від корозії, але і надають поверхні цінних фізико-механічних властивостей: твердість, зносостійкість, електропровідність, відбиваючу здатність, забезпечують декоративне оброблення тощо [13].

Захисне покриття має бути суцільним, рівномірно розподіленим по всій поверхні, непроникним для навколишнього середовища, мати високу адгезію до металу, бути твердим і зносостійким. Коефіцієнт теплового розширення покриття повинен бути близьким до коефіцієнта теплового розширення металу, який захищають [7].

Необхідно зазначити, що вид покриття залежить не тільки від природи металів, але й від складу корозійного середовища.

Найбільш поширеним способом протикорозійного захисту є використання органічних покриттів, до яких входять емалі, лаки і фарби, покриття гумою, полімерами, пластичними масами, мастилами тощо. Їх асортимент дуже широкий.

На поверхню виробів лакофарбові матеріали наносять за допомогою пензля, валика, шляхом розпилення, занурювання, поливання, вальцювання, електростатичним способом [15].

Серед лакофарбових матеріалів розрізняють лаки, фарби, ґрунтівки, шпаклівки.

Хімічно стійкі покриття використовують для захисту апаратури, обладнання, приладів від дії кислот, лугів, розчинників, агресивних газів. Такі покриття виготовляють на основі епоксидних, поліуретанових, вінілхлоридних, фенолоформальдегідних, флуорорганічних та інших полімерів [1].

Термостійкі покриття використовують для захисту окремих деталей машин та апаратів від дії підвищених температур (понад 450 К). Покриття на основі кремнійорганічних сполук при тривалому впливі стійкі до температури

500 К, при короткочасному – до 800... 1100 К. Таку емаль використовують для

захисту автомобільних радіаторів, калориферів, вентиляційних і сушильних камер, арматури хімічних заводів [16].

У звичайних умовах катодні покриття захищають металеві вироби механічно, ізолюючи від навколишнього середовища. Основна вимога до катодних покриттів – відсутність пор.

Анодні покриття захищають металеві вироби не тільки механічно, але й електрохімічно. Покриття стає анодом і піддається корозії, а оголені (в порах) ділянки основного металу виконують роль катодів і не руйнуються. Це відбувається доти, доки присутній електричний контакт покриття з захищуваним металом і через систему проходить достатній струм. Тому ступінь пористості анодних покриттів, на відміну від катодних, не відіграє суттєвої ролі [14].

В окремих випадках електрохімічний захист може відбуватися при застосуванні катодних покриттів, якщо метал покриття по відношенню до виробу є ефективним катодом, а основний метал схильний до пасивації. Анодна поляризація пасивує незахищені (в порах) ділянки основного металу і ускладнює їх руйнування [3].

Основний метод нанесення захисних металевих покриттів – гальванічний. Застосовують також термодифузійний і механотермічний методи, металізацію розпиленням і зануренням в розплав [1].

Гальванічний метод осадження захисних металевих покриттів має такі переваги: високу економічність (захист металу від корозії досягають за допомогою дуже тонких покриттів), можливість отримання покриттів одного і того ж металу з різними механічними властивостями, легку керованість процесом (регулювання товщини і властивостей металевих осадів шляхом зміни складу електроліту та режиму електролізу), можливість отримання сплавів різноманітного складу без застосування високих температур, високу зчеплюваність з поверхнею основного металу тощо [4].

Недолік гальванічного методу – нерівномірність товщини покриття на виробах складного профілю. Розподіл струму по поверхні виробу в гальванічній ванні ніколи не буває рівномірним. Це призводить до різної швидкості осадження, а отже, і товщини покриття на окремих ділянках катоду. Рівномірність товщини покриття покращують збільшенням електропровідності електроліту, зростанням поляризації із зростанням густини струму, зменшенням виходу металу за струмом при підвищенні густини струму, збільшенням відстані між катодом і анодом [4].

Для захисту виробів від корозії використовують гальванічне осадження таких металів: цинку, кадмію, нікелю, хрому, олова, свинцю, золота, срібла та ін. Застосовують також електролітичні сплави, наприклад Cu - Zn, Cu - Sn, Sn - Bi і багатошарові покриття [4].

 


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: