Начини за смањење интензитета и брзине корозије металних производа

Корозија је спонтано уништавање металних површина под утицајем интеракције метала са околином. Посебно се манифестујући при повишеним механичким и топлотним напрезањима, корозијски процеси узрокују велика оштећења челичних конструкција. Правилна процена брзине корозије значи и повећање трајности производа.

Садржај:

• Класификација врста рђе
• Механизми појаве и развоја појава корозије
• Електролитички
• У присуству киселина
• У присуству оптерећења
• Методе за процену процеса корозије
• Одређивање брзине корозијских процеса
• Пракса корозионог испитивања метала
• Начини за смањење корозије: механизам и ефикасност
• Метални премаз
• Бојење

Класификација врста рђе

Корозија се класификује према следећим критеријумима:

1. Равномерношћу протока. Постоји уједначена, површинска корозија (при којој се дебљина стијенке производа смањује истим степеном) и неуједначена, жаришна корозија, за коју је карактеристична појава оштећених тачака или чира на површини челика.
2. У правцу акције. Долази до селективне корозије у којој су погођени само одређени делови металне конструкције и контакт који уништава одређени метал (за биметална једињења).
3. По обиму свог деловања, такве врсте корозије познате су као интергрануларне, деструктивно делујући дуж зрнастих граница челика (са постепеним ширењем према унутра) и расуте, утичући истовремено на целокупну површину.

Интензитет корозије значајно се повећава, ако поред неповољних промена / колебања температуре и влажности, натезање, као и хемијски агресиван медијум, додатно утичу на додирну површину метала.

Интензитет корозије се повећава више пута због пуцања између суседних кристалита и њихових блокова. Вањски затезно-компресијски напони још су агресивнији на челик.

Механизми појаве и развоја појава корозије

Будући да већина челичних површина делује у окружењу одређене влажности, као и у води, воденим растворима соли, киселина и лужина, електролитички механизам је главни механизам за појаву рђе. Једини изузетак је корозија пећи која се јавља у металним конструкцијама грејних уређаја: површинско оштећење настаје услед формирања високотемпературне скале.

Електролитички

За време електролитичке корозије у присуству кисеоника, у челику долази до хидратационе реакције гвожђа, чији је крајњи производ хидрат гвожђе оксид Фе (ОХ) 2. Ова појава се назива корозија анодног типа. Али ту се процес не завршава. Хидрат оксида гвожђа је нестабилна супстанца и, у присуству воде (или водене паре), прилично брзо се распада у различите гвожђе оксиде:

• при повишеним температурама формира се претежно железов оксид ФеО;
• у соби или мало више - гвожђе-оксид Фе2О3;
• на средњем нивоу (у температурном опсегу + 250 ... + 450 ° Ц) - магнетни гвожђе-оксид-Фе3О4.

У сваком случају, површина челика рђа, само показатељи ове појаве могу бити или црвенкастосмеђи или сивкасто-жути.

У присуству киселина

Нешто другачији механизам стварања рђе јавља се у присуству киселина, киселих раствора или течних медија који не садрже кисеоник. Овде се анодно растварање челика дешава са стварањем хидрида - једињења гвожђа и водоника. Али последње су хемијски нестабилне материје, брзо се оксидују на ваздуху и у влажном окружењу и такође формирају рђу, само још лабавије. Хидриди гвожђа се посебно брзо распадају када су сумпорна једињења присутна у атмосфери или околини.

У присуству оптерећења

Према трећој шеми, корозија се дешава када се на контактне површине примене спољна оптерећења. Овде је поред две традиционалне компоненте нужно присутна и трећа компонента - мазиво. Пошто сва органска једињења увек садрже кисеоник и водоник, механахемијске реакције оксидације мазива почињу да се јављају са повећањем температуре при контакту. Завршавају чињеницом да уместо смањења трења, коришћено и делимично већ уништено мазиво почиње активно да оксидира површину, формирајући рђу.

Методе за процену процеса корозије

Интензитет корозије у односу на челик одређује се у зависности од природе појаве корозије. Обично започињу визуелним откривањем рђе на површини.

Коришћењем конвенционалног микроскопа или чак лупе може се тачно проценити интензитет корозијских процеса и степен оштећења металне површине.

Такозвани индикатори корозије тачније су одређени степеном оштећења. Уз њихову помоћ можете сазнати:

• губитак тежине услед корозије;
• смањење линеарне величине дела или конструкције;
• интензитет оштећења у зависности од времена задржавања дела у корозивном окружењу.

Поред квантитативне процене присуства рђе, могућа је и квалитативна. Њени показатељи су идентификоване промене у микроструктури челика. Дакле, откривена је интергрануларна или селективна корозија. Много ређе, интензитет и брзина корозије одређује се променама хемијског састава околине метала или количине ослобођеног водоника.

Специфични показатељи корозије који утичу на брзину корозије укључују:

1. Интегрална карактеристика корозије. Израчунава се као масни губитак челичног производа током године, подељен површином на којој се појавила рђа. У овом случају сматра се да је површина кородираног челика она на којој постоје чак и поједине оштећене тачке.
2. Линеарна корозија. Израчунава се у зависности од густине дела и дебљине слоја производа који се током године нагризао.

Која је најбоља вредност за коришћење? Ако је могуће тачно одмерити део пре и после његовог функционисања или проценити промене хемијског састава раствора у коме је овај део функционисао, тада је пожељна интегрална процена процеса корозије. Посебно се процењују перформансе контактних масти. Ако се део проверава само неколико пута годишње или се процена интензитета појаве корозије мора обавити одмах, боље је да користите други параметар.

Одређивање брзине корозијских процеса

Показатељи корозије такође помажу у одређивању интензитета штетних промена. Да бисте то учинили, користите концепт „брзине корозије метала“. Може се проценити по две различите карактеристике које се током времена разликују.

Показатељи корозије могу се подесити следећим квантитативним карактеристикама:

• по површини кородиране површине;
• тотални губитак тежине;
• променама густине;
• према времену боравка дела или конструкције у корозивном окружењу (дан);
• за смањење дебљине.

У овом случају, квантитативни критеријуми за процену природе корозије челика током одређеног временског периода могу бити:

• апсолутни губитак корозије на површини;
• промена линеарних димензија производа;
• линеарна отпорност на корозију;
• корозија;
• линеарна стопа корозије (милиметри годишње);
• укупна корозијска отпорност или трајност.

У пракси примена једног или другог критеријума зависи од начина заштите металне површине. Може се сликати боје отпорне на временске увјете, а можете користити и метал са заштитним премазима. Ако се корозија одвија равномерно, онда се ефикасност заштите може тачно проценити.

Ако је интензитет стварања рђе на различитим местима производа различит, тада се најприкладнија метода заштите може одабрати само када је део оптерећен спољним затезним напонима. Тада се временом не мења само изглед површине, већ и неке њене физичке карактеристике, нарочито топлотна проводљивост и електрични отпор.

Пракса корозионог испитивања метала

Индикатори корозије су климатски фактори - температура, састав и релативна влага околине, природа расподјеле спољних оптерећења. Такође је потребно водити рачуна о промени осветљења у доба дана, количини падавина, могућем загађењу ваздуха. На пример, у подручјима емисије димних отпадака у близини хемијских постројења и металуршких постројења, праћена оштрим повећањем процента СО2, нагло се активирају корозијски процеси.

Као показатељи корозијске активности можете користити квантитативну зависност корозије од времена:

1. Линеарно - најчешће је то типично за металне површине које немају заштитни премаз.
2. Експоненцијално опада - налази се у киселој корозији конвенционалних метала и легура.
3. Експоненцијално расте - када на површини дела постоји заштитни премаз.

Интензитет формирања рђе у таквим условима се смањује:

• ниска брзина ветра;
• смањене цикличке промене времена индикатора релативне влажности током времена;
• природа утицаја корозивног медијума на површину.

Уз слаб ветар или његово одсуство, не постоје услови за мешање струје која пере контактну површину челика. Са продуженим фазама ниске и високе влажности ваздуха током године, филм површинске рђе има времена да се формира, набрекне и одвоји од основног метала. Дебљина површине ће се смањивати, али се корозијски процеси прво морају „покренути“, а за то је потребно не само време, већ и погодни услови - ветар или промене хемијског састава ваздуха, што није увек случај.

Влага, киселина или лужине могу доспјети на површину челика у облику капљица или распршивањем. Прва метода је типична за подручја са повећаном количином падавина, а друга за неповољна окружења у којима део или метална конструкција делују.

Начини за смањење корозије: механизам и ефикасност

Способност обојене површине да издржи корозијске процесе зависи од механизма корозије који преовлађује. На пример, при сталном излагању хемијски активном медијуму, потенцијална разлика спољне површине металног производа и његових унутрашњих запремине се значајно мења. У овом случају настају корозивне струје које појачавају процес корозије (појава која често изазива уништавање челичних цеви у подземним цевоводима). Овде бојење не даје ефекта, јер се хемијски састав површине прекривене слојем боје не мења током времена.

Метални премаз

Друга је ствар када је површина прекривена металом који има негативан електролитички потенцијал у односу на редокс-процесе. Са доминацијом оксидативних реакција, ефикасније је заштитити челик наношењем површинског премаза који садржи алуминијум и цинк - метале који су „преостали“ од гвожђа у својој кисеоничкој активности.

Овакви процеси - поцинчавање и алуминијумисање - широко се користе у пракси антикорозијске заштите челичних јединица и појединих делова смештених у оксидацијском окружењу. Бојење у тим ситуацијама је помоћне природе, како би се повећале декоративне карактеристике површине.

У редукционом окружењу процес стварања хидрида гвожђа може се ефикасно блокирати стварањем површинских премаза метала смештених „десно“ од водоника: то су бакар и сви племенити метали. Облагање бакра, иако се користи у пракси, обично се изводи за релативно мале површине, јер је то финансијски веома скуп процес. Управо се за такве ситуације може и треба наносити бојење.

Бојење

Заштитна улога боја састоји се у томе што су у њиховом саставу увек инхибитори корозије - компоненте које током времена успоравају брзину стварања каменца. Хемијске формуле супстанци инхибитора дизајниране су тако да се, као резултат, заустави појава рђе. Еластичност савремених средстава за бојање омогућава премазима да успешно подносе површинске напоне који провоцирају почетак процеса корозије.

Антикорозивна својства боја се повећавају ако садрже органосиликонске полимере који повећавају способност обојене површине да издржи промене влажности и температуре, без обзира на доба године. Међутим, такве боје имају два значајна недостатка:

• отровно;
• неефикасан у условима електролитичког механизма корозије.

Дакле, правилно одабрана једињења за бојање могу прилично ефикасно блокирати корозијске процесе. Да би то учинили, морају да садрже инхибиторе корозије, да имају довољну еластичност и механичку чврстоћу, лагано се мењајући током времена.