Отделы  продаж: 
Москва      +7(988) 988 48 25
Волгоград +7(960) 891 81 13
Астрахань +7(960) 892 26 06
Проектный отдел
                  +7(961) 668 88 09
  • image description
  • image description
  • image description
  • image description
  • image description
  • image description
  • image description
Вконтакте_Промтехника_clemco.jpg

Коррозия металлов и способы защиты.



Характер коррозионного разрушения металлических конструкций в зависимости от условий коррозии может быть весьма разным. Наряду с общим (сплошным) коррозионным разрушением, более или менее соизмеримым по своей интенсивности на всей металлической поверхности, контактирующей с коррозионной средой, весьма часты случаи, когда лишь отдельные в большей или меньшей степени локализованные участки поверхности металла подвергаются избирательному разрушению, тогда как остальная поверхность (гораздо более значительная) остается почти неразрушенной.

Наиболее распространенными видами локальной коррозии, приносящими основной ущерб, являются щелевая (ЩК), питтинговая (ПК), межкристаллитная (МКК) коррозия. Наличие механических растягивающих напряжений ведет обычно к еще более локализованной местной коррозии - коррозионная усталость (КУ) и коррозионное растрескивание (КР).
Общая коррозия ответственна за основной объем корродируемого и коррозионно-распыляемого металла, тогда как при местной коррозии изделие может потерять свои эксплуатационные качества уже при относительно малых потерях массы. По этой причине местная (локальная) коррозия чаще наиболее опасна. Например, МКК, КР и КУ часто катастрофически понижают прочность конструкции и выводят ее из строя при ничтожных количествах прокорродировавшего металла. Аналогично этому ПК в химических аппаратах, цистернах и других емкостях может приводить к потере герметичности при относительно небольших общих потерях металла. Научному исследованию и разработке методов борьбы с локальными видами коррозии уделяется исключительно большое внимание.

1. Щелевая коррозия

Во многих практических случаях эксплуатации металлических конструкций наблюдается ЩК, т.е. избирательное, интенсивное разрушение металла в щели (зазоре).

Щели в аппаратах и конструкциях обычно неизбежны при сочленении разных деталей, в частности между прокладочными материалами и металлом. Избирательная коррозия может привести к преждевременному износу конструкций, эксплуатирующихся также в атмосферных условиях. От этого вида коррозии часто страдают клепаные конструкции, например железнодорожные мосты. Возможны случаи разрушения строительных конструкций в местах контакта со строительными материалами.
Наибольшую чувствительность к ЩК проявляют пассивные металлы (КС-стали, AI-сплавы, ) в случае возможной их депассивации в щелях.
Методы защиты.
В качестве защитных можно предложить следующие методы.
Уплотнение зазоров полимерными пленками, резиной, смазкой, что должно обеспечивать герметичность, исключающую попадание влаги в цель.
Рациональное конструирование, предусматривающее невозможность попадания агрессивной среды в зазоры разных конструктивных соединений.
Выбор КС-материалов. На основании данных о стойкости к ЩК можно видеть, что металлы и сплавы, КС которых обусловлена их пассивными свойствами, весьма чувствительны к ЩК, так как пассивное состояние может быть легко разрушено в щели.
ЭХ-защита. Во избежание ЩК можно использовать катодную защиту, т.е. поляризацию конструкций от внешнего источника, или контактирование с жертвенными анодами (протекторами).
Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации.

2. Питтинговая коррозия

Это - один из опасных видов коррозионного разрушения, характерного для условий, когда пассивное состояние сплава может частично разрушаться. ПК подвергаются весьма ограниченные участки металла, а вся остальная поверхность устойчива и находится в пассивном состоянии, что приводит к образованию глубоких поражений - точечных язв или питтингов.
Для изучения ПК и обобщения накопленных экспериментальных данных проведено много исследований. Обычно этому виду коррозии подвергаются легко пассивирующие металлы и сплавы: Fe и особенно такие важные и широко распространенные конструкционные материалы, как КС-стали, а также Аl и его сплавы, Ni, Zr, Ti и др.
Методы защиты металлов от ПК
Выбор КС-сплава. Сr высокостоек к ПК. Поэтому в условиях опасности ПК более предпочтительны стали с большим содержанием Сr. Особенно высокой стойкостью к ПК отличаются высокохромистые ферритные стали повышенной чистоты по примесям внедрения, содержащие 18 или 25 -29 % Сr, а также эти стали, дополнительно легированные 1 - 4%.
В очень агрессивных условиях: при повышении концентрации галоидных анионов и температуры следует использовать Ti или его сплавы Ti - (0,15 + 0,20)% Pd.Ti - 2,5% Ni - 2% Zr, Tj - 2% Ni - (1 + 2)% Mo -наиболее стойкие к ПК из доступных конструкционных материалов.
ЭХ-защита и применение ингибиторов.
Для предотвращения ПК можно сместить потенциал сплава или в сторону менее положительных значений пассивной области (анодная защита), или отрицательнее стационарного потенциала (катодная).
Надежность применения анодной защиты сталей от ПК повышается в случае присутствия некоторых ингибиторов в растворе.
Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации.

3. Межкристаллитная коррозия
МКК - одна из наиболее опасных разновидностей местной коррозии сплавов, вызывающих избирательное разрушение по границам зерен, в результате которого теряются прочность и пластичность сплава и преждевременно разрушаются конструкции. МКК наблюдается у многих технических Fe-сплавов и в особенности у КС-сталей: Fe-Сr, Fe-Ni-Cr, Fe - Mn - Ni - Сr и др., у Ni- и Al-сплавов Ni - Mo, Ni - Cr - Mo, Al - Cu, Al-Mg-Si.
Защита от МКК
На основании исследования причин МКК предложены разные способы борьбы с нею, направленные на изменение состава и структуры сталей: снижение содержания С до ? 0,03% в твердом растворе стали при выплавке, легирование стали стабилизирующими элементами (такими, как Ti и Nb), термическая обработка стали (аустенитизация, стабилизирующий отжиг). МКК стали подвергаются в зоне термического влияния сварного шва, поэтому для предотвращения МКК следует подвергнуть стабилизирующему отжигу или аустенитизации все сварное изделие.
Барьерная защита. Применение лакокрасочных материалов, стойких к условиям эксплуатации.

4. Коррозионное растрескивание
КР - разрушение металлов и сплавов при одновременном воздействии коррозионной среды и растягивающих механических напряжений вследствие ускоренного образования коррозионных трещин. Оно наблюдается для многих металлов и сплавов: углеродистых и низколегированных сталей, КС-сталей, сплавов Сu, А1, Ti, Mg и др. Разные аспекты КР усиленно изучаются, они обобщены в ряде работ.
Защита от КР
ЭХ-защита. Небольшая катодная поляризация ЭХ защищает сталь от КР. Однако при увеличении катодной поляризации время до растрескивания уменьшается, что уже, по-видимому, связано с водородным охрупчиванием стали. Катодную защиту целесообразно применять раньше, чем образуются тонкие начальные трещины, т.е. накладывать катодную поляризацию перед наложением напряжений или одновременно с погружением детали в электролит.
КС-сплавы. Наиболее стойки к КР аустенитные сплавы с высоким содержанием Ni (?45%), а также ферритные Cr-стали, не содержащие Ni.
Благоприятное влияние Ti, несмотря на увеличение поглощения водорода сталью, объясняется аномально высокой способностью атомов Ti захватывать водород, связывать его в устойчивые Ti - Н-кластеры и препятствовать диффузии Н2 в области максимальных трехосных напряжений.
Уменьшение внутренних растягивающих напряжений в поверхностном слое сплава снижает склонность к КР.
Изменение состава среды. Указывается на достижение значительного повышения устойчивости к этому виду разрушений в теплоэнергетических установках удалением кислорода из воды. Введение ингибиторов в коррозионную среду также используется в целях борьбы с КР этих установок.

5. Коррозионная усталость
Усталость металлов - их хрупкое разрушение в результате образования трещин меж- и транскристаллитного характера под одновременным воздействием коррозионной среды и переменных (циклических) напряжений, обычно не превышающих область упругости. При воздействии коррозионной среды усталостное разрушение металла, как правило, происходит гораздо быстрее, чем в вакууме или сухой атмосфере при одинаковой интенсивности циклических напряжений.
КУ-разрушение металлов и сплавов наблюдается при эксплуатации валов гребных винтов пароходов, рессор автомобилей, морских и рудничных канатов и т.п. KУ сплавов и сталей происходит в пресной и морской воде, в конденсатах продуктов горения и разных химических средах.

6. Коррозионная кавитация
КК - разрушение материала в быстро движущихся жидких коррозионных средах. Ей подвержены гребные винты морских судов, охлаждающие рубашки дизелей, быстроходные центробежные насосы, гидротурбиныи т.д.
При быстром турбулентном движении жидкости образуется с последующим быстрым охлопыванием большое число мелких пузырьков. При охлопывании каждого пузырька возникает гидравлический удар в ближайшей точке поверхности металла. Повторные непрерывные гидравлические удары создают условия для одновременного механического и коррозионного воздействия.

7. Коррозионная эрозия

КЭ или коррозионно-механический износ - разрушение поверхности твердого тела, в данном случае металла, вызываемое механическим истирающим воздействием другого твердого тела при одновременном действии коррозионной среды, или непосредственно истирающим действием самой коррозионной среды, содержащей или не содержащей твердые частицы. В первом случае это явление называется также истирающей коррозией или фреттингом. Подобные разрушения конструкций наблюдаются в разных машинах и соединениях деталей (например, в шариковых и роликовых подшипниках, зубчатых колесах и трущихся узлах даже при незначительных амплитудах взаимного перемещения на вибрирующих деталях в процессе работы). Разрушения от КЭ также, происходят, когда взвешенные твердые частицы находятся непосредственно в коррозионной среде, например, при перекачке пульпы или при, трубопроводном гидротранспорте твердых порошкообразных пород.


Ошибки производителей антикоррозионной защиты
«Защита от коррозии» металлических конструкций и бетона - одна из важнейших функций антикоррозионных покрытий или красок. Для защиты металлов и бетона от коррозии применяются, традиционно различные краски и покрытия. В практике проектирования прошлых лет для защиты строительных конструкций применялись наиболее дешевые защитные материалы с целью снижения первоначальной сметной стоимости зданий. В большинстве случаев это приводило к небольшому сроку службы этих материалов и повышению эксплуатационных расходов.
Проектные организации и сегодня не всегда уделяют должного внимания повышению долговечности строительных конструкций и надежной защите зданий и сооружений от агрессивных воздействий. Несмотря на наличие утвержденных нормативных документов по антикоррозионной защите и типовых конструкций, предназначенных для работы в агрессивной среде, в практике проектирования они используются еще недостаточно. Методы оценки проектных решений по приведенные затратам, хотя и рекомендованы последними инструктивными и нормативными документами, не нашли еще широкого применения, особенно в части учета расходов на стадии эксплуатации зданий и сооружений.
В настоящее время, как правило, производитель окрасочных работ «выискивает» в первую очередь дешевую схему защиты металла и бетона, понижая себестоимость производства работ для извлечения большей прибыли. Не редко, сам производитель работ решает, какую схему окраски требуется применить на том или ином объекте. Кроме всего, зачастую он самостоятельно принимает решение о порядке и толщине нанесения защитного слоя, игнорируя рекомендации разработчиков этих материалов. И, в конце концов, сдают объекты в эксплуатацию с нарушением всех норм, начиная от подготовки поверхности под окраску и кончая их окраской. Результат - брак! Следующие ошибки производителя окрасочных работ - это выбор краски по ее стоимости. Не редко мы слышим слова: «Сколько стоит 1 килограмм этой эмали?». Ответ на этот вопрос, зачастую является решающим в приобретении той или иной краски.
При выборе защитной системы от коррозии металла и бетона в первую очередь необходимо обращать внимание на рекомендации производителя по подготовке поверхности под окраску. Подготовка окрашиваемой поверхности в затратах от выделяемых средств на окраску составляет от 70 до 80%. Стоимость самой краски - 20-30%. Очевидно, что цена самой краски не является основным показателем в удорожании окраски из расчета на 1 квадратный метр окрашиваемой поверхности. Также при выборе краски необходимо обращать внимание на «сухой остаток» (доля не летучих веществ). Если краска стоит 50 руб./кг. и «доля не летучих веществ» составляет 25%, то на окрашиваемой поверхности после высыхании останется 250 г. покрытия. Если краска стоит 100 руб./кг. и «доля нелетучих веществ» составляет 50%, то на окрашиваемой поверхности после высыхании останется 500 г. покрытия. Следовательно, по конечному результату, стоимости этих двух красок равнозначны. При выборе окрасочной системы необходимо отслеживать следующие свойства:
пониженные требования к подготовке поверхности под окраску;
возможность нанесения при пониженных и отрицательных температурах;
высокая скорость высыхания при отрицательных температурах;
возможность нанесения при высокой влажности до 100%;
возможность нанесения на влажную поверхность;
возможность нанесения на ржавую поверхность;
простота в применении (материал однокомпонентный, практически должен отсутствовать осадок при высокой вязкости. Нанесение - кистью, валиком, безвоздушным и пневматическим распылением);
ремонтопригодность;
возможность нанесения толстого слоя на вертикальных поверхностях и примыканиях без подтеков;
высокая гидрофобность (не впитывает в себя воду);
широкая гамма по совместимости лакокрасочных материалов, в том числе со старыми покрытиями.

Эта статья написана, с целью помочь производителям окрасочных работ лучше ориентироваться в потоке предлагаемых системах защиты металла и бетона. Также статья нацелена на экономию при производстве работ по антикоррозионной защите и повышению ее качества.

Войти на наш канал: