Måter å redusere intensiteten og korrosjonshastigheten på metallprodukter på

Korrosjon er spontan ødeleggelse av metalloverflater under påvirkning av metallinteraksjon med miljøet. Spesielt som manifesterer seg ved høye mekaniske og termiske belastninger, forårsaker korrosjonsprosesser store skader på stålkonstruksjoner. Korrekt vurdering av korrosjonshastigheten betyr å øke holdbarheten til produktet.

Innhold:

• Klassifisering av rusttyper
• Mekanismer for forekomst og utvikling av korrosjonsfenomener
• elektrolytisk
• I nærvær av syrer
• I nærvær av belastninger
• Metoder for vurdering av korrosjonsprosesser
• Bestemmelse av hastigheten på korrosjonsprosesser
• Praksisen med korrosjonstesting av metaller
• Måter å redusere korrosjon på: mekanisme og effektivitet
• Metallbelegg
• farge

Klassifisering av rusttyper

Korrosjon er klassifisert etter følgende kriterier:

1. Av ensartetheten av flyten. Det er mer jevn overflatekorrosjon (der veggtykkelsen til produktet avtar i samme grad) og ujevn, fokal korrosjon, som er preget av utseendet på skadede punkter eller magesår på ståloverflaten.
2. I retning av handlingen. Selektiv korrosjon oppstår der bare visse komponenter i metallstrukturen påvirkes, og kontakt, som ødelegger et visst metall (for bimetalliske forbindelser).
3. Etter omfanget av virkningen er slike korrosjonstyper kjent som intergranulær, ødeleggende som virker langs korngrensene av stål (med en gradvis spredning innover), og bulk, som påvirker hele overflaten samtidig.

Korrosjonsintensiteten øker betydelig hvis, i tillegg til uheldige endringer / svingninger i temperatur og fuktighet, strekkspenninger, så vel som et kjemisk aggressivt medium, i tillegg påvirker metallets kontaktflate.

Korrosjonsintensiteten øker mange ganger på grunn av sprekker mellom tilstøtende krystallitter og deres blokker. Ekstern strekkompressive spenninger er enda mer aggressive på stål.

Mekanismer for forekomst og utvikling av korrosjonsfenomener

Siden de fleste ståloverflater fungerer i et miljø med en viss fuktighet, så vel som i vann, vandige oppløsninger av salter, syrer og alkalier, er den elektrolytiske mekanismen den dominerende mekanismen for utseendet til rust. Det eneste unntaket er ovnkorrosjon, som forekommer i metallkonstruksjonene til oppvarmingsanordninger: det oppstår overflateskader på grunn av dannelse av høy temperatur rustskala.

elektrolytisk

Under elektrolytisk korrosjon i nærvær av oksygen skjer hydratiseringsreaksjonen av jern i stål, hvis sluttprodukt er jernoksydhydrat Fe (OH) 2. Dette fenomenet kalles korrosjon av anodetypen. Men prosessen slutter ikke der. Jernoksydhydrat er et ustabilt stoff, og i nærvær av vann (eller vanndamp), brytes det ganske raskt ned i forskjellige jernoksider:

• ved forhøyede temperaturer dannes overveiende jernoksyd FeO;
• på rommet eller litt høyere - jernoksid Fe2O3;
• ved mellomprodukt (i temperaturområdet + 250 ... + 450 ° C) - magnetisk jernoksyd-Fe3O4.

I alle fall, overflaten av stål ruster, bare indikatorer på dette fenomenet kan være rødbrun eller grågul.

I nærvær av syrer

En litt annen mekanisme for rustdannelse oppstår i nærvær av syrer, syreoppløsninger eller flytende medier som ikke inneholder oksygen. Her skjer den anodiske oppløsningen av stål ved dannelse av hydrider - forbindelser av jern og hydrogen. Men sistnevnte er kjemisk ustabile stoffer, de oksiderer raskt i et luftig og fuktig miljø og danner også rust, bare mer løs. Jernhydrider brytes ned spesielt raskt når svovelforbindelser er til stede i atmosfæren eller miljøet.

I nærvær av belastninger

I henhold til det tredje skjemaet oppstår korrosjon når ytre belastninger påføres kontaktflatene. Her, i tillegg til to tradisjonelle komponenter, er nødvendigvis en tredje komponent til stede - smøremiddel. Siden alle organiske forbindelser alltid inneholder oksygen og hydrogen, begynner mekanokjemiske reaksjoner på oksidasjon av smøremidlet å skje med økende temperatur ved kontakten. De ender opp med at i stedet for å redusere friksjonen, begynner det brukte og delvis allerede ødelagte smøremidlet å oksidere overflaten og danne rust.

Metoder for vurdering av korrosjonsprosesser

Korrosjonsintensiteten i forhold til stål bestemmes avhengig av arten av korrosjonsfenomenene. Begynn vanligvis med en visuell gjenkjenning av rust på overflaten.

Ved å bruke et konvensjonelt mikroskop eller til og med et forstørrelsesglas kan man ganske nøyaktig vurdere intensiteten av korrosjonsprosesser og graden av skade på en metalloverflate.

De såkalte korrosjonsindikatorene bestemmes mer nøyaktig av skadegraden. Med deres hjelp kan du finne ut:

• vekttap på grunn av korrosjon;
• reduksjon i den lineære størrelsen på delen eller strukturen;
• skadeintensitet avhengig av oppholdstiden til delen i et etsende miljø.

I tillegg til en kvantitativ vurdering av tilstedeværelsen av rust, er en kvalitativ også mulig. Indikatorene er identifisert endringer i mikrostrukturen av stål. Så, intergranulær eller selektiv korrosjon oppdages. Mye sjeldnere bestemmes intensiteten og korrosjonshastigheten av en endring i den kjemiske sammensetningen av miljøet som omgir metallet eller av mengden frigitt hydrogen.

Spesifikke korrosjonsindikatorer som påvirker korrosjonshastigheten inkluderer:

1. Integrert korrosjonskarakteristikk. Det er beregnet som massetapet av stålproduktet gjennom året delt på overflateområdet som rusten dukket opp på. I dette tilfellet anses overflaten av det korroderte stålet å være en der det til og med er noen skadede punkter.
2. Lineær korrosjon. Det beregnes avhengig av tettheten til delen og tykkelsen på produktlaget som korroderte gjennom året.

Hva er den beste verdien å bruke? Hvis det er mulig å veie en del nøyaktig før og etter dens drift, eller å evaluere endringer i den kjemiske sammensetningen av løsningen som denne delen fungerte i, er det å foretrekke en integrert vurdering av korrosjonsprosesser. Spesielt vurderes ytelsen til kontaktfett. Hvis delen bare sjekkes flere ganger i året, eller vurderingen av intensiteten til korrosjonsfenomener må utføres omgående, er det bedre å bruke den andre parameteren.

Bestemmelse av hastigheten på korrosjonsprosesser

Korrosjonsindikatorer er også med på å bestemme intensiteten til uheldige endringer. For å gjøre dette, bruk konseptet "metall korrosjonshastighet." Det kan estimeres av to forskjellige egenskaper som varierer over tid.

Korrosjonsindikatorer kan settes med følgende kvantitative egenskaper:

• etter område av den korroderte overflaten;
• totalt vekttap;
• av endringer i tetthet;
• etter oppholdstid for delen eller strukturen i et etsende miljø (dag);
• for å redusere tykkelsen.

I dette tilfellet kan kvantitative kriterier for å vurdere arten av stålkorrosjon over en viss periode være:

• absolutt korrosjonstap over området;
• endre de lineære dimensjonene til produktet;
• lineær korrosjonsmotstand;
• korrosjonshastighet;
• lineær korrosjonshastighet (millimeter per år);
• total korrosjonsmotstand eller holdbarhet.

I praksis avhenger anvendelsen av et eller annet kriterium av metoden for å beskytte metalloverflaten. Den kan males værbestandig maling, og du kan bruke metall med beskyttende belegg. Hvis korrosjonen forløper jevnt, kan effektiviteten til beskyttelsen vurderes mer nøyaktig.

Hvis intensiteten av rustdannelse forskjellige steder på produktet er forskjellig, kan den mest passende beskyttelsesmetoden velges bare når delen er lastet med ytre strekkfasthet. Da over tid endres ikke bare overflatenes utseende, men også noen av dens fysiske egenskaper, spesielt termisk ledningsevne og elektrisk motstand.

Praksisen med korrosjonstesting av metaller

Korrosjonsindikatorer er klimatiske faktorer - temperatur, sammensetning og relativ luftfuktighet, arten av fordelingen av ytre belastninger. Det er også nødvendig å ta hensyn til endringen i belysningen etter tid på døgnet, mengden nedbør, mulig luftforurensning. For eksempel i områder med avgassutslipp i nærheten av kjemiske anlegg og metallurgiske anlegg, ledsaget av en kraftig økning i prosentandelen av SO2, aktiveres korrosjonsprosesser kraftig.

Som indikatorer for korrosjonsaktivitet kan du bruke den kvantitative avhengigheten av korrosjon på tid:

1. Lineær - oftest er dette typisk for metalloverflater som ikke har et beskyttende belegg.
2. Eksponentielt avtagende - finnes i syrekorrosjon av konvensjonelle metaller og legeringer.
3. Eksponentielt økende - når det er et beskyttende belegg på overflaten av delen.

Intensiteten av rustdannelse under slike forhold reduserer:

• lav vindhastighet;
• redusert syklisk over tid endringer i relativ fuktighetsindikatorer;
• arten av effekten av et etsende medium på overflaten.

Med svak vind eller fravær er det ingen betingelser for å blande strømmen som vasker kontaktflaten til stålet. Med langvarige faser med lav og høy luftfuktighet i løpet av året, har en film med overflaterust tid til å danne, svelle og skille seg fra basismetallet. Overflatetykkelsen vil avta, men korrosjonsprosessene blir tvunget til å "starte" først, og dette krever ikke bare tid, men også passende forhold - vind eller endringer i den kjemiske sammensetningen av luft, noe som ikke alltid er tilfelle.

Fukt, syre eller alkali kan nå overflaten av stålet i form av dråper eller ved spray. Den første metoden er typisk for områder med stor nedbørsmengde, og den andre er for et ugunstig miljø der en del eller en metallstruktur fungerer.

Måter å redusere korrosjon på: mekanisme og effektivitet

Evnen til en malt overflate til å motstå korrosjonsprosesser avhenger av hvilken korrosjonsmekanisme som råder. For eksempel, med en konstant eksponering for et kjemisk aktivt medium, endres potensialforskjellen på den ytre overflaten til metallproduktet og dets indre volum betydelig. I dette tilfellet oppstår korrosive strømmer som forbedrer korrosjonsprosessen (et fenomen som ofte forårsaker ødeleggelse av stålrør i underjordiske rørledninger). Her gir ikke farging noen effekt, siden den kjemiske sammensetningen av overflaten dekket med et lag maling ikke endrer seg over tid.

Metallbelegg

Det er en annen sak når overflaten er belagt med et metall som har et negativt elektrolytisk potensiale med hensyn til redoksprosesser. Med overvekt av oksidative reaksjoner er det mer effektivt å beskytte stål ved å påføre et overflatebelegg som inneholder aluminium og sink - metaller som er "igjen av" jern i oksygenaktiviteten.

Slike prosesser - galvanisering og aluminisering - er mye brukt i utøvelsen av korrosjonsbeskyttelse av stålenheter og enkeltdeler lokalisert i et oksiderende miljø. Farging i disse situasjonene er tilleggsart for å forbedre de dekorative egenskapene til overflaten.

I et reduserende miljø kan prosessen med dannelse av jernhydrider effektivt blokkeres ved å lage overflatebelegg av metaller som ligger "til høyre" for hydrogen: dette er kobber og alle edle metaller. Selv om de brukes i praksis, blir kobberbelegg vanligvis utført for relativt små overflater, siden det er en veldig kostbar prosess med tanke på økonomi. Det er for slike situasjoner fargelegging kan og bør brukes.

farge

Den beskyttende rollen til maling består i det faktum at korrosjonshemmere alltid er til stede i deres sammensetning - komponenter som bremser hastigheten på dannelsesprosesser over tid. De kjemiske formlene for hemmerstoffene er utformet på en slik måte at resultatet av rust blir stoppet. Elastisiteten til moderne beleggkomposisjoner gjør at belegg kan motstå overflatespenninger som provoserer begynnelsen av korrosjonsprosesser.

De korrosjonshemmende egenskapene til maling øker hvis de inneholder organosilisiumpolymerer som øker muligheten for den malte overflaten til å motstå endringer i fuktighet og temperatur, uansett årstid. Slike malinger har imidlertid to betydelige ulemper:

• giftig;
• ineffektive i forhold til elektrolytisk korrosjonsmekanisme.

Således kan korrekt valgte fargeleggingsforbindelser ganske effektivt blokkere korrosjonsprosesser. For å gjøre dette må de inneholde korrosjonshemmere, ha tilstrekkelig elastisitet og mekanisk styrke, noe som endrer seg over tid.