Файл: Реферат по теме "Коррозия металлов и средства защиты от нее".rtf
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 308
Скачиваний: 19
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки РФ
Рубцовский индустриальный институт (филиал)
ГОУ ВПО "Алтайский государственный технический университет
им. И.И. Ползунова"
Реферат
по теме: "Коррозия металлов и средства защиты от нее"
Выполнила: Студентка гр. ПГС-91д
Кирейчук О.В.
Проверил: Денисенко А.А.
Рубцовск - 2013
Содержание
Введение
1. Характеристики и сущность коррозионных процессов
2. Классификация коррозионных процессов
3. Методы защиты от коррозии
4. Защита стальных строительных конструкций от коррозии металлическими покрытиями
5. Применение противокоррозионных защитных покрытий
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Термин коррозия происходит от латинского слова corrodere, что означает разъедать, разрушать.
Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.
Коррозия металлов – разрушение металлов вследствие физико-химического воздействия внешней среды, при котором металл переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет присущие ему свойства.
В тех случаях, когда окисление металла необходимо для осуществления какого-либо технологического процесса, термин "коррозия" употреблять не следует. Например, нельзя говорить о коррозии растворимого анода в гальванической ванне, поскольку анод должен окислятся, посылая свои ионы в раствор, чтобы протекал нужный процесс. Нельзя также говорить о коррозии алюминия при осуществлении алюмотермического процесса. Но физико-химическая сущность изменений, происходящих с металлом во всех подобных случаях, одинакова: металл окисляется.
1. Характеристики и сущность коррозионных процессов
Классификация коррозионных сред. Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует) называется коррозионной или агрессивной средой. По степени воздействия на металлы коррозионные среды целесообразно разделить на:
-
неагрессивные; -
слабоагрессивные; -
среднеагрессивные; -
сильноагрессивные.
Для определения степени агрессивности среды при атмосферной коррозии необходимо учитывать условия эксплуатации металлических конструкций зданий и сооружений. Степень агрессивности среды по отношению к конструкциям внутри отапливаемых и неотапливаемых зданий, зданий без стен и постоянно аэрируемых зданий определяется возможностью конденсации влаги, а также температурно-влажностным режимом и концентрацией газов и пыли внутри здания. Степень агрессивности среды по
отношению к конструкциям на открытом воздухе, не защищенным от непосредственного попадания атмосферных осадков, определяется климатической зоной и концентрацией газов и пыли в воздухе. С учетом влияния метеорологических факторов и агрессивности газов разработана классификация степени агрессивности сред по отношению к строительным металлическим конструкциям. С учетом влияния метеорологических факторов и агрессивности газов разработана классификация степени агрессивности сред по отношению к строительным металлическим конструкциям, которые представлены в таблице:
Таким образом, защита металлических конструкций от коррозии определяется агрессивностью условий их эксплуатации. Наиболее надежными защитными системами металлических конструкций являются алюминиевые и цинковые покрытия.
| Относительная влажность внутри помещений и | Степень агрессивности среды в зависимости от условий эксплуатации конструкций | ||
| характеристика | внутри зданий | ||
| Климатической зоны | на открытом воздухе | в условиях периодической конденсации влаги | без конденсации влаги |
| 60 % сухая | слабая слабая средняя сильная | неагрессивная слабая средняя средняя | неагрессивная неагрессивная слабая средняя |
| 61-75 % нормальная | слабая средняя средняя сильная | слабая средняя средняя сильная | неагрессивная слабая средняя средняя |
| более 75 % влажная | средняя средняя сильная сильная | слабая средняя сильная сильная | слабая средняя средняя средняя |
Пример здания с агрессивной средой
.
Волжский завод органического синтеза. Волжский оргсинтез – один из крупнейших в Европе химических заводов, расположен около города Волжский в Волгоградской области. Производит широкую гамму продукции базовой химии, основное место в которой занимают кормовой метионин, N-метил анилин – присадка для повышения октанового числа автомобильных бензинов, резиновые ускорители и сероуглерод. Завод занимает ведущие позиции на российском рынке продукции органического синтеза. В 2005 году было построено и введено в эксплуатацию собственное паропроизводство.
Год основания 1964.
Скорость коррозии. Скорость коррозии металлов и металлических покрытий в атмосферных условиях определяется комплексным воздействием ряда факторов: наличием на поверхности фазовых и адсорбционных пленок влаги, загрязненностью воздуха коррозионно-агрессивными веществами, изменением температуры воздуха и металла, образованием продуктов коррозии и так далее.
Оценка и расчет скорости коррозии должны основываться на учете продолжительности и материальном коррозионном эффекте действия на металл наиболее агрессивных факторов.
В зависимости от факторов, влияющих на скорость коррозии, целесообразно следующее подразделение условий эксплуатации металлов, подвергаемых атмосферной коррозии:
-
Закрытые помещения с внутренними источниками тепла и влаги (отапливаемые помещения); -
Закрытые помещения без внутренних источников тепла и влаги (неотапливаемые помещения); -
Открытая атмосфера.
Любой коррозионный процесс является многостадийным.
-
Подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла. -
Взаимодействие среды с металлом. -
Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объем жидкости, если среда жидкая).
Большинство металлов (кроме золота, серебра, платины, меди) встречаются в природе в ионном состоянии: оксиды, сульфиды, карбонаты и так далее и называются обычно рудами. Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется меньшей внутренней энергией. Это заметно при получении металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том, что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл, находящийся в контакте с коррозионно-активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии. Первопричиной коррозии металла является термодинамическая неустойчивость металлов в заданной среде.
2. Классификация коррозионных процессов
а) по типу разрушений
| Тип коррозии | Характеристика формы коррозионного поражения | Схема типичного вида коррозионного поражения |
| 1. Сплошная (равномерная) коррозия | Формы коррозионного поражения 1а и 1б отличаются только неровностью поверхности. По изменению формы поверхности до и после коррозионного испытания выявляют наличие коррозии: она определяется изменением массы и размеров образцов до и после коррозионного испытания |  1а  1б |
| Форма 1в может быть переходной между сплошной и избирательной коррозией, например, 10в, 10г и 10е Тип коррозии может быть уточнен по изменениям ее формы в зависимости от времени воздействия коррозионной среды, а также по структуре металла |  1в | |
| 2. Местная (неравномерная) коррозия | По форме соответствует сплошной коррозии, но отличается тем, что коррозии подвержена часть поверхности или коррозия протекает с разной скоростью на его отдельных участках | - |
| 3. Коррозия пятнами | Мелкое коррозионное поражение неправильной формы; размер его площади в случае небольшого увеличения может превышать размер поля зрения |  3 |
| 4. Коррозионная язва | Коррозионное поражение глубиной приблизительно равной ширине |  4 |
| 5. Питтинговая коррозия | Коррозионное поражение глубиной значительно больше ширины |  5 |
| 6. Подповерхностная коррозия | Коррозионное поражение, характерное тем, что занимает на поверхности небольшую площадь и преимущественно сосредоточена под поверхностью металла |  6а |
| Форма коррозионного поражения, отдельные зоны которого находятся под поверхностью и обычно не имеют заметного прямого выхода на поверхность |  6б | |
| Форма коррозионного поражения, отдельные зоны которого находятся под поверхностью и обычно не имеют заметного прямого выхода на поверхность |  6в | |
| 7. Слоевая коррозия | Коррозионное поражение, внутренние слои которого включают зерна различного размера, различные фазы, включения, выделения и др. |  7 |
| 8. Межкристаллитная коррозия | Коррозионное поражение характерно наличием прокорродировавшей зоны вдоль границ зерен металла, причем может затрагивать границы всех зерен или только отдельных зерен |  8 |
| 9. Транскристаллитная коррозия | Коррозионное поражение характерно наличием большого количества транскристаллитных трещин |  9 |
| 10. Избирательная коррозия | Коррозионное поражение, которому подвергнута определенная структурная фаза или компонент; если фаза образована эвтектикой, определяют, прокорродирована вся эвтектика или некоторая ее составляющая, например, цементит |  10а |
| Коррозионное поражение, которому подвергнута определенная фаза металла без прямого контакта с прокорродировавшей поверхностью. В этом случае определяют, корродируют ли фазы по границам зерен или внутри зерен основной структуры. Далее определяют, не отличаются ли границы между корродирующими фазами от остальных границ (наличие фазы, трещин). Из этого заключают, проникает ли коррозионная среда по границам зерен или диффузией по всему объему зерен |  10б | |
| Коррозионное поражение, которому подвергнуты только отдельные зерна, физическое состояние которых изменилось, например, вследствие деформации |  10в | |
| Коррозионное поражение, которому подвергнуты только деформируемые части зерен, при этом образующаяся зона коррозионного поражения уже, чем одно зерно и проходит через несколько зерен. Одновременно определяют, не повлияла ли деформация на изменение структуры металла, например, переход аустенита в мартенсит |  10г | |
| Коррозионное поражение в виде зоны с рядами выделенных включений; при этом определяют возможное изменение структуры в данной зоне |  10д | |
| Коррозионное поражение в виде широкой зоны вдоль границы зерна. Данная форма может быть временной и ее нельзя относить к межкристаллитной коррозии; она характерна тем, что не проникает в глубину металла. Более точно ее можно определить по изменениям формы поражения коррозией в зависимости от времени коррозионного воздействия и по выделению структурных частиц в корродирующем сплаве |  10е | |
| Коррозионное поражение, в результате которого образуется новая фаза металлического вида, обладающая способностью понижать стойкость металла |  10ж | |
| Коррозионное поражение, в результате которого изменяется химический состав фазы при сохранении ее формы и местоположения, например, графитизация пластин цементита в чугуне, обесцинкование латуни и др. В зоне этого изменения могут образовываться и другие продукты коррозии, например, окислы |  10з | |
| 11. Коррозия в виде редких трещин | Коррозионное поражение, в результате которого образуется глубокая, немного ветвистая трещина, широкая вблизи поверхности с постепенным переходом в незначительную ширину; трещина заполнена продуктами коррозии |  11а |
| Коррозионное поражение в виде глубокой трещины незначительной ширины, исходящей из коррозионной язвы на поверхности; трещина может иметь ветвистую форму |  11б | |
| Коррозионное поражение, в результате которого образуется межкристаллитная трещина незначительной ширины при отсутствии продуктов коррозии. По сравнению с межкристаллитной коррозией имеет вид единичных (редких) трещин |  11в | |
| Коррозионное поражение, в результате которого образуется транскристаллитная трещина незначительной ширины со значительным разветвлением. По сравнению с транскристаллитной коррозией имеет вид единичных (редких) трещин. Некоторые трещины могут иметь тип частично транскристаллитного и частично межкристаллитного коррозионного поражения |  11г | |
| Коррозионное поражение, в результате которого образуются трещины незначительной ширины, имеющие вид нитей, преимущественно параллельные поверхности и создающие зону определенной глубины. Их нельзя относить к аналогичным трещинам, образующимся вследствие деформации или плохой обработки образца |  11д | |
| Коррозионное поражение в виде мелких преимущественно коротких трещин внутри отдельных зерен. Трещины могут образоваться, например, вследствие действия молекулярного водорода, большого напряжения, коррозии определенной фазы |  11е |
б) по характеру взаимодействия металла со средой различают:
- химическую;
- электрохимическую коррозии.
Химическая коррозия – разрушение металла при химическом взаимодействии с агрессивной средой, которой служат неэлектролиты – жидкости и сухие газы.
Электрохимическая коррозия – разрушение металла под воздействием электролита при протекании двух самостоятельных, но взаимосвязанных процессов – анодного и катодного. Анодный процесс – окислительный, проходит с растворением металла; катодный процесс – восстановительный, обусловлен электрохимическим восстановлением компонентов среды. Современная теория коррозии металлов не исключает совместного протекания химической и электрохимической коррозии, так как в электролитах при определенных условиях возможен перенос массы металла по химическому механизму.
По условиям протекания коррозионного процесса наиболее часто встречаются следующие виды коррозии:
1) газовая коррозия, протекает при повышенных температурах и полном отсутствии влаги на поверхности; продукт газовой коррозии – окалина обладает при определенных условиях защитными свойствами;
2) атмосферная коррозия, протекает в воздухе; различают три вида атмосферной коррозии: во влажной атмосфере – при относительной влажности воздуха выше 40 %; в мокрой атмосфере – при относительной влажности воздуха, равной 100 %; в сухой атмосфере – при относительной влажности воздуха менее 40 %; атмосферная коррозия – один из наиболее распространенных видов вследствие того, что основная часть металлического оборудования эксплуатируется в атмосферных условиях;
3) жидкостная коррозия – коррозия металлов в жидкой среде; различают коррозию в электролитах (кислоты, щелочи, солевые растворы, морская вода) и в неэлектролитах (нефть, нефтепродукты, органические соединения);
4) подземная коррозия – коррозия металлов, вызываемая в основном действием растворов солей, содержащихся в почвах и грунтах; коррозионная агрессивность почвы и грунтов обусловлена структурой и влажностью почвы, содержанием кислорода и других химических соединений, рН, электропроводностью, наличием микроорганизмов;
5) биокоррозия – коррозия металлов в результате воздействия микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности, в биокоррозии участвуют аэробные и анаэробные бактерии, приводящие к локализации коррозионных поражений;