Студопедия
МОТОСАФАРИ и МОТОТУРЫ АФРИКА !!!


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Виды коррозии металлов и способы защиты от нее




Из определения процесса коррозии видно, что она бывает электрохимическая и химическая.

Электрохимической коррозией называют процесс разрушения на границе раздела поверхностей контакта двух разнородных металлов в растворах электролитов, в том числе и воде. При этом создается гальванический элемент. Однофазные сплавы в данном случае являются более стойкими. Этот тип коррозии характеризуется протеканием электрического тока, переходом атомов в ионизированное состояние (анодный), восстановления окислителя (катодный) и другими электрохимическими процессами (перенос электронов от одного участка поверхности к другому). Их скорость зависит от электродного потенциала, она определяется законами электрохимической кинетики и может быть выражена в электрических единицах (например, А/м2·ч).

Электрохимическую коррозию вызывают загрязнения и примеси, находящиеся в металле, а также неоднородность его поверхности. Согласно теории электрохимической коррозии, в этих случаях при соприкосновении металла с электролитом, в частности с водой, на его поверхности возникает множество микрогальванических элементов. При этом анодами будут частички металла, а катодами – загрязнения и примеси. Аноды растворяются, на катодах происходит связывание электронов. Совершенно чистые металлы разрушению практически не подвергаются.

На скорость электрохимической коррозии влияют внутренние и внешние факторы. Внутренними причинами являются состав, структура и состояние поверхности металла и напряжения. Повышение чистоты обработки увеличивает коррозионную стойкость. К внешним факторам относятся: температура, давление, скорость движения сред и др.

Таким образом, при электрохимической коррозии (как в случае разно­родных металлов, так и в ходе образования микрогальванических элементов на поверхности одного металла) поток электронов направлен от более актив­ного металла к менее возбужденному (проводнику), и первый корродирует. Скорость коррозии тем выше, чем дальше расположены друг от друга в ряду напряжений металлы, из которых сформировалась гальваническая пара. На нее также влияет и характер раствора электролита, т. е. его кислотность (рН – водородный показатель среды). Чем он ниже (лежит в интервале 0 - 7), тем больше содержание окислителей в растворе и тем скорее протекает коррозия. Значительно быстрее проходит процесс разрушения и с повышением температуры.

При химическомтипе коррозия является следствием чисто химических реакций металла с окружающей средой. При этом процессы окисления и восстановления протекают в одном акте. Скорость данного вида разрушения определяется кинетикой химических реакций.




Химическая коррозия обуславливается взаимодействием металла с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрического тока. Наибольший вред приносят разрушения под действием газов. Газовая коррозия наружной поверхности труб и стоек пароперегревателей происходит под воздействием кислорода, двуокиси углерода, водяных паров, сернистого и других газов.

Разновидностью ее является кислородная коррозия, которая заключается во взаимодействии металлов и сплавов с кислородом, т. е. в переходе его в наиболее термодинамически устойчивое состояние за счет того, что окислитель отнимает у него валентные электроны, переводя в связанное состояние - оксид, образующий на поверхности металла пленку.

От состава, структуры и свойств этих пленок зависит скорость химической коррозии. Защитные свойства данных слоев в значительной степени определяются их плотностью и сплошностью. Условие сплошности: молекулярный объем соединения, возникающего из металла и окислителя Vок, должен быть больше объема металла VМе, пошедшего на образование молекулы вещества. Хорошие защитные свойства имеют пленки с отношением Vок/VМе = 1,0 - 2,5. Она затрудняет перемещение ионов металла и окислителя друг к другу. Поэтому по мере утолщения пленки рост ее идет с самоторможением. Процесс состоит из нескольких последовательных стадий: адсорбция кислорода, его ионизация, диффузия ионов металла с его восстановлением и кислорода через пленку и реакция образования оксида. С увеличением размеров пленки возникающие внутренние напряжения могут приводить к образованию трещин и их скалыванию, и окисление опять будет происходить с начальных стадий. При высоких температурах скорость окислительного разрушения многих металлов сильно возрастает.



У некоторых металлов образующиеся в процессе химической коррозии слои оксидов являются защитными. Это обусловлено их химической неактивностью (пассивностью). Поэтому дальнейшее соприкосновение его с кислородом сильно замедляет процесс коррозии. Такая пленка всегда имеется на поверхности алюминия, хрома, никеля, титана, вольфрама, молибдена и еще некоторых металлов. Также, например, концентрированные азотная и серная кислоты легко делают железо пассивным, создавая на его поверхности защитную пленку и оно далее не реагирует с этими кислотами, т. е. не разрушается.

Под слоем отложений на внутренней поверхности труб в контакте с котловой водой развивается подшламовая коррозия, имеющая язвенный характер и приводящая к образованию свищей. Язвы заполняются продуктами коррозии и трудно обнаруживаются При рН меньше 7,0 скорость коррозии определяется процессами восстановления ионов водорода, формирующихся при диссоциации котловой воды, на катодных участках и растворения получающегося водорода в металле. Происходит интенсивное разрушение и насыщение металла водородом. Растворенный в стали атомарный водород вызывает снижение прочности и пластичности. При высоких температурах он уменьшает длительную прочность и ускоряет ползучесть. Это явление называется водородной хрупкостью (охрупчивание). При рН больше 7,0 образование ионов водорода сильно подавлено. Выделившийся водород становится частью потока пароводяной смеси. Имеет место коррозионное поражение, но отсутствует водородное охрупчивание.

При сжигании топлив с большим содержанием серы поверхности нагрева, стальные короба газоходов и дымовые трубы подвергаются низкотемпературной сернистой коррозии, которая заключается в следующем.

Сгорание мазута и углей, окисление серусодержащих органических соединений происходит с образованием диоксида SO2 по реакции:

2H2S + 3О2 = 2SO2 + 2Н2О

При температуре 400 – 1400 °С небольшая часть SO2 окисляется до триоксида SO3.

Водяные пары и SO3 перемещаются по газовому тракту котла и охлаждаются. При определенной температуре, называемой точкой росы кислотных паров, начинается выпадение серной (H2SO4) кислоты, которая конденсируется и оседает на поверхностях нагрева. При взаимодействии ее с металлом образуются сульфаты железа Fe2(SO4)3 и FeSO4.

Около 80 % металлических конструкций эксплуатируется на открытом воздухе. Сухая атмосферная коррозия происходит по механизму химического окисления и роста пленки. Мокрое атмосферное разрушение является электрохимическим процессом. Скорость его возрастает с ростом относительной влажности. Наиболее агрессивны сильно загрязненные индустриальные и приморские среды, наименее - чистые и сухие континентальные атмосферы.

Почва и грунт содержат различные химические реагенты, в том числе и влагу, и обладают ионной проводимостью. Подземная коррозия происходит по электрохимическому процессу. Ее подразделяют на грунтовую и блуждающими токами (электрическую). Грунтовая коррозия зависит от влажности, электропроводности (количества солей), кислотности грунта (рН находится в пределах 3 - 9) и от деятельности микроорганизмов, которые могут ускорить процесс разрушения в 20 раз. Наиболее опасны анаэробные сульфатредуцирующие бактерии. Они восстанавливают содержащиеся в грунте сульфаты по схеме:

MgSO4 + 4Н ® Mg(OH)2 + H2S +О2

Кислород ускоряет ход катодного процесса коррозии.

Электрическая или электрокоррозия вызывается блуждающими токами (токи утечки), исходящими от трамваев, метро, электрических железных дорог и различных электроустановок, работающих на постоянном токе. Они разрушают подземные металлические сооружения, трубопроводы и электрокабели. Различного рода токи утечки, проходя в грунте и встречая металлическую поверхность, проникают в нее и вызывают появление участков входа и выхода тока. Это приводит к образованию на металле катодных и анодных зон. В месте протекания и выхода тока происходит усиленное анодное растворение металла, а в районе входа - катодное подщелачивание грунта.

Блуждающие токи от источников переменного тока вызывают слабую коррозию у подземных изделий из стали и сильную – из цветных металлов и их сплавов.

При большом разнообразии природных вод от чистых деминерализованных источников, речной и морской воды до подземных вод из геотермальных скважин с содержанием солей до 100 г/л и с температурой до 200 – 250 °С коррозия металлов в большинстве случаев протекает по электрохимическому виду с катодным процессом восстановления кислорода.

Также к электрохимическому типу относится стояночная коррозия. Это разрушения металлов в воде, содержащей кислород, протекающее при комнатной температуре после остановки оборудования ТЭЦ.

Характерные особенности стояночной коррозии - образование язв на поверхности металла и накопление большого количества продуктов разрушения.

После останова котла на трубах остаются мокрый шлак и зола, в которых интенсивно протекает коррозия. Снаружи труба покрывается толстым слоем бурого гидрооксида железа – Fe(OH)3.

Эрозия - коррозия поверхностного слоя металла под действием ударяющихся в него твердых частиц, капелек или потока жидкости, а также потока пара.

Это сложный в химическом отношении процесс. В основном он заключается в разрушении оксидной пленки металла.

Коррозия поверхностного слоя металла под влиянием многократных гидроударов называется кавитационной эрозией. Кавитация - это процесс образования и быстрого исчезновения пузырьков паров жидкости вследствие локального изменения давления в ее потоке.

При исчезновении пузырька поверхность металла испытывает локальный гидравлический удар. Эрозия развивается в результате разрушения менее прочных структурных составляющих (например, феррита в перлитных сталях).





Дата добавления: 2014-01-27; просмотров: 3245; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше... 9101 - | 7282 - или читать все...

Читайте также:

  1. IX Соли тяжелых металлов
  2. XII. Что надо делать для защиты лагеря, когда нет уверенности в наличных силах
  3. Анатомо-физиологические механизмы обеспечения безопасности и защиты человека от негативных воздействий
  4. Анодный и катодный процессы при электрохимической коррозии
  5. АНТИЧНАЯ АГРИКУЛЬТУРА. лись достойным подношением возлюбленной, льстецы посылали их в пода­рок влиятельным лицам. Они служили также для защиты садов от вредных насекомых
  6. Биологические средства.Основы противобактериологической защиты личного состава и этапов медицинской эвакуации
  7. Благополучия человека в чрезвычайных ситуациях. В сфере защиты прав потребителей и
  8. Британская система социальной защиты
  9. Важнейшие законодательные акты в области защиты информации
  10. ВВЕДЕНИЕ. 1. Нормативно-правовая база защиты населения от чрезвычайных ситуаций различного характера
  11. Введение. Средства индивидуальной защиты органов зрения
  12. Введение. Технические средства защиты


 

3.226.243.226 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.003 сек.