Kemijska korozija i načini borbe protiv nje

Kemijska korozija i načini borbe protiv nje Obilježja kemijsku koroziju, te kako bi se uklonili je

Chemical korozije je proces koji se sastoji destrukciju metala u interakciji s agresivnim vanjskim okruženjima.

Kemijska vrsta korozivnog postupka neće biti povezana s trenutnom izloženošću (električnoj energiji). Kod ove vrste korozije dolazi do oksidacijske reakcije, pri čemu je razarajući materijal istovremeno i reducirajuće sredstvo za elemente okoliša.

Klasifikacija vrsta agresivnih medija uključivat će dvije vrste uništavanja metala - kemijsku koroziju na ne-elektrolitske tekućine i plinovitu kemijsku koroziju.

Korozija plinova

Opće informacije

Najveća vrsta kemijske korozije - plin - proces je korozije tip koji se javlja u plinu kad temperatura poraste.

Ovaj će problem biti tipičan za rad većine vrsta tehnološke opreme, kao i dijelova (motori, okovi za peć, turbine i drugi). Štoviše, ultra visoke temperature koriste se za obradu metala pod visokim tlakom (zagrijavanje prije valjanja, kovanje, štancanje, termički postupak itd.).

Značajke metala i njihovo stanje na povišenim temperaturama odredit će dva svojstva - otpornost na toplinu i otpornost na toplinu. Potonji je stupanj stabilnosti mehaničkih svojstava pri vrlo visokim temperaturama.

Stabilnost mehaničkih svojstava može se shvatiti kao zadržavanje čvrstoće dulje vrijeme i otpor puzanju. Otpornost na toplinu je otpornost metala na korozivno djelovanje plinova pri povišenim temperaturama.

Stopu razvoja plinske korozije određuju približno pokazatelji, među kojima:

  • Kemijska korozija i načini borbe protiv nje Atmosferska temperatura.
  • Sastavni dijelovi koji su uključeni u leguru ili metal.
  • Parametri okoliša s plinovima.

  • Trajanje kontakta s plinskim medijem.
  • Svojstvo proizvoda koji nagrizaju.

Na proces korozije uvelike će utjecati svojstva i parametri oksidnog filma koji se pojavljuje na metalnoj površini.

Stvaranje oksida može se podijeliti u nekoliko faza (kronološki):

  1. Adsorpcija molekula kisika na metalnoj površini koja djeluje u atmosferi.
  2. Kontakt metalne površine s plinom, zbog čega se pojavljuje kemijski spoj.

Prvi stupanj bit će karakteriziran stvaranjem ionske veze kao posljedicom interakcije kisika i atomskih površina, kada atom kisika počinje uzimati elektrone iz metala. Nova veza počinje se razlikovati po iznimnoj čvrstoći - mnogo je veća od veze između kisika i metala u oksidu.

Objašnjenje ove veze leži u djelovanju atomskog polja na kisik.Čim se metalna površina počne puniti oksidacijskim sredstvom (i to se brzo događa), pod uvjetima niske temperature započinje adsorpcija oksidacijske molekule. Rezultat reakcije bit će pojava najtanjeg monomolekularnog filma koji nakon nekog vremena postaje deblji, što samo otežava pristup kisiku.

U drugom će se stupnju dogoditi kemijska reakcija, u kojoj oksidirajući element medija počinje uzimati elektrone valentnog tipa iz metala. Kemijska korozija krajnji je rezultat reakcije.

Karakteristike oksidnog filma

Predlažemo da se razmotre karakteristike kemijske korozije.

Razvrstavanje oksidnih filmova ima 3 vrste:

  • Tanke (nevidljive su bez posebnog uređaja).
  • Srednje (mrlja).

  • Gusta (vidljiva ljudskom oku).

Rezultirajući oksidni film ima zaštitne sposobnosti - usporit će ili čak u potpunosti inhibirati razvoj korozije. Prisutnost filma također povećava otpornost metala na toplinu.

Ali, stvarno učinkovit film trebao bi imati sljedeće karakteristike:

  • Nije porozan.
  • Imaju čvrstu strukturu.

  • Imaju izvrsna svojstva prianjanja.
  • Odlikuju se međusobnim ispreplitanjem kemijskog tipa u odnosu na atmosferu.
  • Budite čvrsti i otporni na habanje.

Jedan od gore spomenutih uvjeta je da je čvrsta struktura od posebne važnosti. Uvjet kontinuiteta bit će višak molekularnog volumena oksidnog filma nad volumenom atoma metala.

Kontinuitet je sposobnost oksida da pokrije cijelu metalnu površinu punim slojem. Ako uvjet nije zadovoljen, film neće biti zaštitni. No, od ovog pravila postoje iznimke - za određene metale, na primjer, elemente zemnoalkalijskih skupina (iznimka će biti berilij) i magnezij, kontinuitet nije presudan za važne pokazatelje.

Nekoliko tehnika koristi se za podešavanje debljine oksidnog filma. Zaštitna svojstva filma mogu se otkriti tijekom stvaranja.

Da biste to učinili, treba proučiti brzinu oksidacije metala, a parametri brzine se mijenjaju tijekom vremena. Za već stvoreni oksid koristi se drugačija metoda koja se sastoji u proučavanju debljine i karakteristika zaštitnog tipa filma. Za to na površinu treba nanijeti reagens. Nadalje, stručnjaci će zabilježiti vrijeme potrebno za pojavu reagensa, a na temelju podataka treba donijeti zaključak o debljini filma.

Imajte na umu da će čak i konačno oblikovani oksidni film nastaviti interakciju s oksidacijskim okolišem, kao i s metalom.

Brzina korozije

Brzina razvijanja kemijske korozije ovisit će o temperaturnom režimu. Na visokim temperaturama procesi oksidacije počinju se brže razvijati.S tim smanjenjem uloge termodinamičkog čimbenika, tijek reakcije neće utjecati na sam proces. Važno će biti hlađenje i izmjenično grijanje. Zbog toplinskog naprezanja počet će se pojavljivati ​​pukotine u oksidnom filmu.

Kroz rupe će oksidacijski element doći do površine. Kao rezultat, pojavljuje se novi sloj filma tipa oksida, a stari se počinje ljuštiti.

Sastavnice plinovitog medija igrat će važnu ulogu. Ovaj je faktor individualan za različite vrste metala i bit će u skladu s kolebanjem temperature. Na primjer, bakar će brzo korodirati ako dođe u kontakt s kisikom, ali je također otporan na postupak u okruženju sumpornog oksida.

Za nikal je oksid razarajući, a otpor je vidljiv u kisiku, ugljičnom dioksidu i vodi. Ali krom je sposoban pokazati otpornost na sva navedena okruženja. Ako razina disocijacijskog tlaka oksida prelazi tlak oksidacijskog elementa, tada će se sam proces zaustaviti i steći termodinamičku stabilnost.

Sastavni dijelovi legure također će utjecati na brzinu reakcije oksidacije. Na primjer, sumpor, mangan, fosfor i nikal ni na koji način neće pridonijeti oksidaciji željeza.

Ali silicij, aluminij i krom uvelike usporavaju proces. Bakar, oksidacija željeza, kobalta, titana i berilija bi to čak i jači. Aditivi volframa, vanadija i molibdena pomažu da se proces učini intenzivnijim, što se objašnjava hlapljivošću i niskom točkom topljenja takvih metala. Najsporiji procesi kemijske korozije odvijaju se s austenitnom strukturom, jer je ona najbolje prilagođena visokim temperaturama. Sljedeći čimbenik o kojem će ovisiti brzina su karakteristike obrađene površine.

Glatka površina sporije će oksidirati, a neravna površina puno brže.

Korozija u ne-elektrolitnim tekućinama

Opće informacije

Za neprovodne tekuće podloge (točnije, ne-elektrolitne tekućine) uključuju takve organske tvari, na primjer:

  • Kerozin.
  • Benzen.
  • Benzin.
  • Kloroform.

  • Ulje.
  • Alkoholi.
  • Fenol.
  • Ugljikov tetraklorid.

Mala količina anorganskih tekućina, na primjer, tekući brom i sumpor, koji je rastopljen, također se smatraju takvim tekućinama.

Treba napomenuti da je organski slična otapala po sebi neće reagirati s metalom, ali u prisustvu malog volumena nečistoća, intenzivnom procesu pojavljuje interakcija. Stopu korozije povećavaju elementi koji sadrže sumpor u ulju.

Također, visoke temperature potrebne su za pojačavanje korozivnih procesa. Vlaga će pojačati razvoj elektromehaničke korozije. Drugi čimbenik brzog razvoja korozije je brom u tekućem obliku.

Pri normalnim temperaturama bit će posebno razorno za čelike s visokim ugljikom, titan i aluminij.Učinak broma na nikal i željezo je manje značajan, a tantal, olovo, platina i srebro pokazat će najveću otpornost na tekuću vrstu broma.

Rastopljeni sumpor ući će u agresivne reakcije s gotovo svim metalima, a ponajprije s kositrom, olovom i bakrom. Sumpor će manje utjecati na vrste ugljika titana i čelika, a gotovo u potpunosti uništava aluminij. Zaštitne mjere za metalne konstrukcije koje se nalaze u neprovodljivim tekućim medijima provode se dodavanjem metala otpornog na određeno okruženje (na primjer, čelik s visokim udjelom kroma).

Također se koriste posebni zaštitni premazi (na primjer, u okruženju u kojem ima puno sumpora koriste se aluminijske prevlake).

Metode zaštite od korozije

Načini zaštite od korozije uključuju:

  • Kemijska korozija i načini borbe protiv nje Obrada osnovnog metala zaštitnim slojem (na primjer, nanošenje boje i laka).
  • Upotreba inhibitora (arseniti ili kromati).
  • Uvođenje materijala otpornih na korozivne procese.

Odabir određenog materijala ovisit će o potencijalnoj učinkovitosti (ovdje postoji oblik financijske i tehnološke) njegove primjene.

Suvremeni principi zaštite metala od kemijske korozije metala temeljit će se na sljedećim metodama:

  1. Poboljšanje kemijske vrste plodnosti. Otporni materijali (staklo, visokopolimerna plastika i keramika) uspjeli su se preporučiti.
  2. Izolacija materijala iz agresivnog okruženja.
  3. Smanjivanje agresivnosti procesa - Primjeri toga uključuju neutraliziranje i uklanjanje kiselosti u korozivnom okruženju i upotrebu različitih inhibitora.
  4. Elektrokemijska zaštita tipa (superponirana vanjska struja).

Ove će se tehnike podijeliti u dvije skupine:

  • Otpornost i izolacija kemijskog tipa primijenit će se prije stavljanja metalne konstrukcije u uporabu.
  • Smanjenje agresivnosti i zaštita elektrokemijskog tipa već se primjenjuje kod upotrebe proizvoda i metala. Korištenje obje tehnike omogućuje uvođenje novih zaštitnih metoda, što će rezultirati zaštitom promjenom radnih uvjeta.

Antikorozijsko galvaniziranje jedna je od najčešće korištenih metoda zaštite metala, ali ovo nije ekonomski isplativo s velikom površinom. Razlog su veliki troškovi u procesu pripreme.

Vodeće mjesto među načinima zaštite zauzet će metalni premaz materijalom boje i laka.

Popularnost ove metode borbe protiv korozije posljedica je kombinacije čimbenika:

  • Visoka zaštitna svojstva (odbijanje tekućine, hidrofobnost, mala propusnost plina i propusnost pare).
  • Izvodljivost.
  • Velike mogućnosti za rješenja ukrasnog tipa.
  • Održavanje.

  • Ekonomsko opravdanje.

Istodobno, upotreba široko dostupnih materijala također ima nedostatke:

  • Nepotpuno poštivanje metalne površine.
  • Adhezija prevlake na osnovni materijal, obloge od korozije, je slomljena i počinje da potiču koroziju.
  • Poroznost, što rezultira povećanom propusnošću vlage.

Pa ipak, obojena površina štiti metale od procesa korozije čak i uz lokalna oštećenja filma, dok nesavršeni galvanski premazi čak mogu ubrzati koroziju.

Organosilikatne vrste premaza

Za visokokvalitetnu zaštitu od korozije preporučuje se upotreba metala s visokom razinom hidrofobnosti, nepropusnosti za plin, vodu i pare. Organosilikati se mogu svrstati u takve materijale. Kemijska korozija teško je primjenjiva na organosilikatne materijale. Razlozi za to leže u povećanoj kemijskoj stabilnosti smjesa, njihovoj otpornosti na svjetlost, niskoj razini upijanja vode i hidrofobnim svojstvima.

.