Sätt att minska intensiteten och korrosionshastigheten för metallprodukter

Korrosion är den spontana förstörelsen av metallytor under påverkan av metallinteraktion med miljön. Speciellt manifesterar sig vid förhöjda mekaniska och termiska spänningar, korrosionsprocesser orsakar stora skador på stålkonstruktioner. Att korrekt bedöma korrosionshastigheten innebär att produktens hållbarhet ökar.

innehåll:

• Klassificering av typer av rost
• Mekanismer för förekomst och utveckling av korrosionsfenomen
• elektrolytisk
• I närvaro av syror
• I närvaro av laster
• Metoder för bedömning av korrosionsprocesser
• Bestämning av hastigheten för korrosionsprocesser
• Övningen av korrosionsprovning av metaller
• Sätt att minska korrosion: mekanism och effektivitet
• Metallbeläggning
• färgning

Klassificering av typer av rost

Korrosion klassificeras enligt följande kriterier:

1. Genom flödets enhetlighet. Det finns mer jämn ytskorrosion (vid vilken väggtjockleken hos produkten minskar i samma grad) och ojämn fokalkorrosion, som kännetecknas av uppkomsten av skadade punkter eller magsår på stålytan.
2. I handlingsriktningen. Selektiv korrosion uppstår där endast vissa komponenter i metallstrukturen påverkas och kontakt, vilket förstör en viss metall (för bimetalliska föreningar).
3. Genom omfattningen av dess verkan är sådana typer av korrosion kända som intergranulära, destruktivt verkande längs korngränserna för stål (med en gradvis spridning inåt), och bulk, som påverkar hela ytan på samma gång.

Korrosionsintensiteten ökar avsevärt om, utöver ogynnsamma förändringar / fluktuationer i temperatur och fuktighet, dragspänningar såväl som en kemiskt aggressiv miljö ytterligare påverkar metallens kontaktyta.

Korrosionsintensiteten ökar många gånger på grund av sprickbildning mellan angränsande kristalliter och deras block. Yttre dragspänningspresser är ännu mer aggressiva på stål.

Mekanismer för förekomst och utveckling av korrosionsfenomen

Eftersom de flesta stålytor arbetar i en miljö med en viss fuktighet, såväl som i vatten, vattenhaltiga lösningar av salter, syror och alkalier, är den elektrolytiska mekanismen den dominerande mekanismen för uppkomsten av rost. Det enda undantaget är ugnskorrosion, som förekommer i metallkonstruktionerna i uppvärmningsanordningar: det uppstår ytskador på grund av bildandet av högtemperaturrost.

elektrolytisk

Under elektrolytisk korrosion i närvaro av syre sker hydratiseringsreaktionen av järn i stål, vars slutprodukt är järnoxidhydrat Fe (OH) 2. Detta fenomen kallas korrosion av anodtypen. Men processen slutar inte där. Järnoxidhydrat är en instabil substans och, i närvaro av vatten (eller vattenånga), sönderdelas ganska snabbt i olika järnoxider:

• vid förhöjda temperaturer bildas övervägande järnoxid FeO;
• i rummet eller något högre - järnoxid Fe2O3;
• vid mellanprodukt (i temperaturområdet + 250 ... + 450 ° C) - magnetisk järnoxid-oxid Fe3O4.

I vilket fall som helst, ytan på stålrost, endast indikatorer för detta fenomen kan vara antingen rödbrun eller grågul.

I närvaro av syror

En något annan mekanism för rostbildning bildas i närvaro av syror, syralösningar eller flytande medier som inte innehåller syre. Här sker den anodiska upplösningen av stål med bildning av hydrider - järn- och väteföreningar. Men de senare är kemiskt instabila ämnen, de oxiderar snabbt i en luftig och fuktig miljö och bildar också rost, bara mer lös. Järnhydrider sönderdelas särskilt snabbt när svavelföreningar finns i atmosfären eller miljön.

I närvaro av laster

Enligt det tredje schemat inträffar korrosion när yttre laster appliceras på kontaktytorna. Här, förutom två traditionella komponenter, är en tredje komponent nödvändigtvis närvarande - smörjmedel. Eftersom alla organiska föreningar alltid innehåller syre och väte, börjar mekanokemiska reaktioner av oxidation av smörjmedlet med ökande temperatur vid kontakten. De slutar med det faktum att istället för att minska friktionen börjar det använda och delvis redan förstörda smörjmedlet aktivt oxidera ytan och bildar rost.

Metoder för bedömning av korrosionsprocesser

Korrosionsintensiteten relativt stål bestäms beroende på korrosionsfenomenens natur. Börja vanligtvis med en visuell upptäckt av rost på ytan.

Med hjälp av ett konventionellt mikroskop eller till och med en förstoringsglas kan man ganska exakt utvärdera intensiteten hos korrosionsprocesser och graden av skada på en metallyta.

Mer exakt bestämma graden av skada på de så kallade korrosionsindikatorerna. Med deras hjälp kan du ta reda på:

• viktminskning på grund av korrosion;
• minskning av den linjära storleken på delen eller strukturen;
• skadaintensitet beroende på delens uppehållstid i en frätande miljö.

Förutom en kvantitativ bedömning av förekomsten av rost är en kvalitativ analys också möjlig. Dess indikatorer identifieras förändringar i mikrostrukturen i stål. Så intergranulär eller selektiv korrosion upptäcks. Mycket mindre ofta bestäms intensiteten och korrosionshastigheten av en förändring i den kemiska sammansättningen av miljön som omger metallen eller av mängden frigjord väte.

Specifika korrosionsindikatorer som påverkar korrosionshastigheten inkluderar:

1. Integrerad korrosionsegenskap. Det beräknas som massförlust av stålprodukten under året dividerat med ytan på vilken rost uppträdde. I detta fall anses ytan på det korroderade stålet vara en som det finns till och med enstaka skadade punkter.
2. Linjär korrosion. Det beräknas beroende på densitet på delen och tjockleken på produktlagret som korroderade under året.

Vad är det bästa värdet att använda? Om det är möjligt att exakt väga en del före och efter dess användning, eller att utvärdera förändringar i den kemiska sammansättningen av lösningen i vilken denna del fungerade, föredras en integrerad bedömning av korrosionsprocesser. I synnerhet utvärderas prestandan för kontaktfett. Om delen kontrolleras endast flera gånger per år eller bedömningen av intensiteten på korrosionsfenomen måste utföras snabbt, är det bättre att använda den andra parametern.

Bestämning av hastigheten för korrosionsprocesser

Korrosionsindikatorer hjälper också till att bestämma intensiteten hos negativa förändringar. För att göra detta använder du begreppet "metallkorrosionshastighet." Det kan uppskattas av två olika egenskaper som varierar över tiden.

Korrosionsindikatorer kan ställas in enligt följande kvantitativa egenskaper:

• efter område av den korroderade ytan;
• total viktminskning;
• genom förändringar i densitet;
• efter uppehållstiden för delen eller strukturen i en frätande miljö (dag);
• för att minska tjockleken.

I detta fall kan kvantitativa kriterier för att bedöma arten av stålkorrosion under en viss tidsperiod vara:

• absolut korrosionsförlust över området;
• ändra produktens linjära dimensioner;
• linjär korrosionsbeständighet;
• korrosionshastighet;
• linjär korrosionshastighet (millimeter per år);
• total korrosionsbeständighet eller hållbarhet.

I praktiken beror tillämpningen av ett eller flera kriterier på metoden för att skydda metallytan. Det kan målas väderbeständiga färger, och du kan använda metall med skyddsbeläggningar. Om korrosion fortsätter jämnt, kan skyddets effektivitet utvärderas mer exakt.

Om intensiteten för rostbildning på olika platser av produkten är annorlunda, kan den lämpligaste metoden för skydd endast väljas när delen är belastad med yttre dragspänningar. Sedan med tiden förändras inte bara ytans utseende, utan också några av dess fysiska egenskaper, särskilt värmeledningsförmåga och elektrisk motstånd.

Övningen av korrosionsprovning av metaller

Korrosionsindikatorer är klimatfaktorer - temperatur, sammansättning och relativ fuktighet i miljön, arten av fördelningen av yttre laster. Det är också nödvändigt att ta hänsyn till förändringen i belysning efter tid på dygnet, mängden nederbörd, möjlig luftföroreningar. I områdena med rökavfallsutsläpp nära kemiska anläggningar och metallurgiska anläggningar, åtföljd av en kraftig ökning av andelen SO2, aktiveras korrosionsprocesser kraftigt.

Som indikatorer för korrosionsaktivitet kan du använda det kvantitativa beroende av korrosion i tid:

1. Linjär - oftast är detta typiskt för metallytor som inte har en skyddande beläggning.
2. Exponentiellt minskar - finns i syrakorrosion av konventionella metaller och legeringar.
3. Exponentiellt ökande - när det finns en skyddande beläggning på ytan på delen.

Rostbildningens intensitet under sådana förhållanden minskar:

• låg vindhastighet;
• minskade cykliska förändringar över tiden i indikatorer för relativ fuktighet;
• arten av effekten av ett frätande medium på ytan.

Med en svag vind eller dess frånvaro finns det inga villkor för blandning av strömmen som tvättar kontaktytan på stålet. Med långvariga faser med låg och hög luftfuktighet under året har en film av ytrost tid att formas, svälla och separera från basmetallen. Yttjockleken kommer att minska, men korrosionsprocesserna tvingas att "starta" först, och detta kräver inte bara tid, utan också lämpliga förhållanden - vind eller förändringar i den kemiska sammansättningen av luft, vilket inte alltid är fallet.

Fukt, syra eller alkali kan nå ytan på stålet i form av droppar eller med spray. Den första metoden är typisk för områden med en stor mängd nederbörd, och den andra är för en ogynnsam miljö där en del eller en metallkonstruktion fungerar.

Sätt att minska korrosion: mekanism och effektivitet

Förmågan hos en målad yta att motstå korrosionsprocesser beror på vilken korrosionsmekanism som råder. Med en konstant exponering för ett kemiskt aktivt medium förändras exempelvis potentialskillnaden för den yttre ytan av metallprodukten och dess inre volymer avsevärt. I detta fall uppstår korrosiva strömmar som förbättrar korrosionsprocessen (ett fenomen som ofta orsakar förstörelse av stålrör i underjordiska rörledningar). Här får inte färgning någon effekt, eftersom den kemiska sammansättningen av ytan täckt med ett lager lager inte förändras över tid.

Metallbeläggning

Det är en annan sak när ytan är belagd med en metall som har en negativ elektrolytisk potential med avseende på redoxprocesser. Med övervägande av oxidativa reaktioner är det mer effektivt att skydda stål genom att applicera en ytbeläggning som innehåller aluminium och zink - metaller som är "kvar" av järn i syreaktiviteten.

Sådana processer - galvanisering och aluminering - används ofta vid utövandet av korrosionsskydd av stålenheter och enskilda delar som är belägna i en oxiderande miljö. Färgning i dessa situationer är extra karaktär för att öka ytornas dekorativa egenskaper.

I en reducerande miljö kan processen för bildning av järnhydrid blockeras effektivt genom att ytbeläggningar av metaller som finns "till höger" för väte skapas: detta är koppar och alla ädelmetaller. Kopparplätering, även om den används i praktiken, utförs vanligtvis för relativt små ytytor, eftersom det är en mycket kostsam process vad gäller ekonomi. Det är i sådana situationer att färg kan och bör tillämpas.

färgning

Den skyddande rollen för färger består i det faktum att korrosionshämmare alltid finns i deras sammansättning - komponenter som bromsar hastigheten på bildningsprocesser över tid. De kemiska formlerna för hämmande ämnen är utformade på ett sådant sätt att resultatet av rost stoppas. Elasticiteten hos moderna beläggningskompositioner gör det möjligt för beläggningar att motstå ytspänningar som framkallar korrosionsprocesserna.

De korrosionsskyddande egenskaperna hos färger ökar om de innehåller organosilikonpolymerer som ökar förmågan hos den målade ytan att motstå förändringar i fuktighet och temperatur, oavsett årstid. Sådana färger har dock två betydande nackdelar:

• giftig;
• ineffektiv i förhållandena för elektrolytisk korrosionsmekanism.

Således kan korrekt valda färgföreningar ganska effektivt blockera korrosionsprocesser. För att göra detta måste de innehålla korrosionsinhibitorer, ha tillräcklig elasticitet och mekanisk hållfasthet och förändras något över tiden.