Защита деталей приборов от коррозии

Защита деталей приборов от коррозии

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Определение термина «коррозия металлов».

2. Классификация коррозийных процессов.

3. Влияние внешних и внутренних факторов на химическую коррозию металлов.

4. Общие методы защиты от коррозии.

4.1. Покрытия.

4.2. Ингибиторы коррозии.

4.3. Смазка.

4.4. Конструктивная форма.

4.4.1. Удачные и неудачные конструктивные решения.

4.4.2. Влияние конструктивной формы элементов на качество и долгов

долговечность защитных покрытий.

4.5. Герметизация и осушка приборов.

4.6. Продувка.

5. Методы защиты деталей от атмосферной коррозии.

6. Методы защиты металлов от коррозии в морской воде.

7. Методы борьбы с подземной коррозией металлов.

8. Защита металлов от коррозии в расплавленных солях.

Список испльзованной литературы

Введение. Определение термина «коррозия металлов»

Металлы и их сплавы являются наиболее важными современными конструкционными материалами. Всюду, где эксплуатируются металлические конструкции, есть вещества, которые, взаимодействуя с металлами, постепенно их разрушают: ржавление металлических конструкций (железных кровель зданий, стальных мостов, станков и оборудования цехов) в атмосфере; ржавление наружной металлической обшивки судов в речной и морской воде; разрушение металлических баков и аппаратов растворами кислот, солей и щелочей на химических и других заводах; ржавление стальных трубопроводов в земле; окисление металлов при их нагревании и т. п. У большинства металлов в условиях их эксплуатации более устойчивым является окисленное (ионное) состояние, в которое они переходят в результате коррозии. Слово «коррозия» происходит от латинского «corrodere», что означает «разъедать».

Коррозией металлов называют самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Под металлами подразумеваются простые металлы и их сплавы, а также металлические изделия и конструкции. Средой, в которой происходит коррозия металлов, обычно бывают различные жидкости и газы.

Коррозия является самопроизвольным процессом разрешения металлов в отличие от не называемого коррозией преднамеренного разрушения металлов при их растворении в кислотах (с целью получения солей), в гальванических элементах (с целью получения постоянного электрического тока), при анодном растворении в электолизерах (с щелью последующего катодного осаждения металла из раствора) и т.п. Причиной коррозии металлов – химическое или электрохимическое взаимодействие с окружающей средой – отграничивает коррозионные процессы от процессов радиоактивного распада металлов и от эрозии – механического разрушения металлов (при шлифовке металлов или износе трущихся деталей машин).

Коррозийный процесс протекает на границе двух фаз металл – окружающая среда, т.е. является гетерогенным процессом взаимодействия жидкой или газообразной среды ( или их окислительных компонентов) с металлом.

Коррозия металлов имеет место в большей или меньшей степени всюду, где обрабатываются металлы или эксплуатируются металлические изделия и конструкции.

1. Классификация коррозийных процессов.

1. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металлов:

1) химическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте (например, окисление магния при нагревании на воздухе).

2) Электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде).

2. По условиям протекания коррозии, которые весьма разнообразны, различают несколько видов коррозии:

1) газовую коррозию – коррозию металлов в газах при высоких температурах (например, окисление и обезуглероживание стали при нагревании);

2) атмосферную коррозию – коррозию металлов в атмосфере воздуха, а также любого влажного газа (например, ржавление стальных конструкций в цехе или на открытом воздухе);

3) жидкостную коррозию - коррозию металлов в жидкой среде: в неэлектролите (бром, расплавленная среда, органический растворитель, жидкое топливо) и в электролите (кислотная, щелочная, солевая, морская, речная коррозия, коррозия в расплавленных солях и щелочах). В зависимости от условий взаимодействия среды с металлом различают жидкостную коррозию металла при полном, неполном и переменном погружении, коррозия по ватерлинии (вблизи границы между погруженной и непогруженной в коррозионную среду частью металла), коррозию в неперемешиваемой (спокойной) и перемешиваемой (движущейся) коррозионной среде;

4) подземную коррозию – коррозию металлов в почвах и грунтах (например, ржавление подземных стальных трубопроводов);

5) биокоррозию – коррозию металлов под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов (например, усиление коррозии стали в грунтах сульфат-редуцирующими бактериями);

6) структурную коррозию – коррозию, связанную со структурной неоднородностью металла (например, ускорение коррозионного процесса в растворах H2SO4 или HC1 катодными включениями: карбидами в стали, графитом в чугуне, интерметаллидом CuAl2 в дюралюминии);

7) коррозию внешним током – электрохимическую коррозию металлов под воздействием тока от внешнего источника (например, растворение стального анодного заземления станции катодной защиты подземного трубопровода);

8) коррозию блуждающим током – электрохимическую коррозию металла (например, подземного трубопровода) под воздействием блуждающего тока;

9) контактную коррозию – электрохимическую коррозию, вызванную контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите (например, коррозия в морской воде деталей из алюминиевых сплавов, находящихся в контакте с медными деталями);

10)щелевую коррозию – усиление коррозии в щелях и зазорах между металлами (например, в резьбовых и фланцевых соединениях стальных конструкций, находящийся в воде), а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионноинертным материалом;

11)коррозию под напряжением – коррозию металлов при одновременном воздействии коррозионной сарды и механических напряжений. В зависимости от характера нагрузок может быть коррозия при постоянной нагрузке (например, коррозия металла паровых котлов) и коррозия при переменной нагрузке (например, коррозия осей и штоков насосов, рессор, стальных канатов); одновременное воздействие коррозионной среды и знакопеременных или циклических растягивающих нагрузок часто вызывает коррозийную усталость – понижение предела усталости металла;

12)коррозионную кавитацию – разрушение металла, вызванное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды (например, разрушение лопастей гребных винтов морских судов);

13)коррозию при трении (коррозионная эрозия) – разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения (например, разрушение шейки вала при трении о подшипник омываемый морской водой);

14)фреттинг-коррозию – коррозию металлов при колебательном перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды (например, разрушение двух поверхностей металлических деталей машины, плотно соединенных болтами, в результате вибрации в окислительной атмосфере, содержащей кислород).

3. По характеру коррозионного разрушения различают следующие виды коррозии:

1) сплошную, или общую коррозию (1а – 1в), охватывающую всю поверхность металла, находящуюся под воздействием данной коррозионной среды. Сплошная коррозия бывает:

а) равномерной (1а), которая протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла (например, коррозия углеродистой стали в растворах H2SO4);

б) неравномерной (рис. 1б), которая протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла (например, коррозия углеродистой стали в морской воде);