Файл: Реферат по теме "Коррозия металлов и средства защиты от нее".rtf
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 309
Скачиваний: 19
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
6) электрокоррозия, возникает под действием внешнего источника тока или блуждающего тока;
7) щелевая коррозия – коррозия металла в узких щелях, зазорах, резьбовых и фланцевых соединениях металлического оборудования, эксплуатирующегося в электролитах, в местах неплотного контакта металла с изоляционным материалом;
8) контактная коррозия, возникает при контакте разнородных металлов в электролите;
9) коррозия под напряжением, протекает при совместном воздействии на металл агрессивной среды и механических напряжений – постоянных растягивающих (коррозионное растрескивание) и переменных или циклических (коррозионная усталость);
10) коррозионная кавитация – разрушение металла в результате одновременно коррозионного и ударного воздействий. При этом защитные пленки на поверхности металла разрушаются, когда лопаются газовые пузырьки на поверхности раздела жидкости с твердым телом;
11) коррозионная эрозия – разрушение металла вследствие одновременного воздействия агрессивной среды и механического износа;
12) фреттинг-коррозия – локальное коррозионное разрушение металлов при воздействии агрессивной среды в условиях колебательного перемещения двух трущихся поверхностей относительно друг друга;
13) структурная коррозия, обусловлена структурной неоднородностью сплава; при этом происходит ускоренный процесс коррозионного разрушения вследствие повышенной активности какого-либо компонента сплава;
14) термоконтактная коррозия, возникает за счет температурного градиента, обусловленного неравномерным нагреванием поверхности металла.
3. Методы защиты от коррозии
Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом. В трудах древнегреческого историка Геродота (V век до нашей эры) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии.
Задачей химиков было и остается выяснение сущности явлений коррозии, разработка мер, препятствующих или замедляющих её протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и поэтому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить.
В зависимости от характера коррозии и условий ее протекания применяются различные методы защиты. Выбор того или иного способа определяется его эффективностью в данном конкретном случае, а также экономической целесообразностью.
Легирование. Имеется способ уменьшения коррозии металлов, который строго нельзя отнести к защите. Этим способом является получение сплавов, которое называется легирование. В настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Такие стали, действительно, не покрываются ржавчиной, но их поверхностная коррозия имеет место, хотя и с малой скоростью. Оказалось, что при использовании легирующих добавок коррозионная стойкость меняется скачкообразно. Установлено правило, названное правилом Таммана, согласно которому резкое повышение устойчивости к коррозии железа наблюдается при введении легирующей добавки в количестве 1/8 атомной доли, то есть один атом легирующей добавки приходится на восемь атомов железа. Считается, что при таком соотношении атомов происходит их упорядоченное расположение в кристаллической решетке твердого раствора, что и затрудняет коррозию.
Конструкции из углеродистой стали марок ВСтЗсп 5, ВСтЗпсб ВСтЗкп 2 по ГОСТ 380-88* в агрессивных средах 1 следует применять только при условии обеспечения защиты от коррозии. Низколегированная сталь марок 14Г 2АФ, 16Г 2АФ,09Г 2С, 10Г 2С 1, 15Г 2СФ, 14Г 2АФД, 12Г 2СМФ по коррозионной стойкости близка к углеродистой стали. К защите от коррозии конструкций из стали перечисленных марок предъявляются те же требования, что и к защите конструкций из углеродистой стали.
Повышенной коррозионной стойкостью обладает низколегированная сталь марок 10ХСНД, 15ХСНД, 10ХНДП, 10ХДП, 12ХГДАФ, 08ХГСДП, причем последние четыре марки созданы специально как коррозионностойкие материалы для строительных конструкций. Эти стали целесообразно применять без защиты от коррозии для конструкций, не имеющих нахлесточных соединений, эксплуатируемых на открытом воздухе в слабоагрессивной среде, поскольку на их поверхности образуется плотный слой продуктов коррозии (после 1-3 лет эксплуатации).
В элементах несущих конструкций из стали марки 10ХНДП с толщиной стенки не менее 5 мм, не подлежащих защите от коррозии, очистка поверхности от прокатной окалины не является обязательной.
Сталь марок 10ХСНД и 15ХСНД при атмосферной коррозии практически во всех слабо – и среднеагрессивных средах в 1,5-3 раза более коррозионностойка, чем углеродистая сталь. Поэтому конструкции из стали этих марок, эксплуатируемые на открытом воздухе в сухой зоне влажности при концентрации агрессивных газов по группе А, можно применять без защиты от коррозии. Требования к очистке поверхности стали остаются теми же, что и для стали марки 10ХНДП. В более агрессивных средах на открытом воздухе, а также в агрессивных средах внутри помещений сталь повышенной коррозионной стойкости должна быть защищена от коррозии. Долговечность лакокрасочных покрытий на поверхности стали повышенной коррозионной стойкости по крайней мере в 1,5 раза больше, чем на поверхности углеродистой стали.
Пониженной по сравнению с углеродистой сталью коррозионной стойкостью в атмосфере с серосодержащими газами и в жидких средах обладает марганцовистая сталь марок 09Г 2, 14Г 2, а также сталь 18Г 2АФпс. К защите от коррозии конструкций из стали этих марок предъявляются такие же требования, как и к защите конструкций из углеродистой стали. Тем не менее конструкции из стали пониженной коррозионной стойкости главой СНиП 2.03.11-85 не допускаются в средах с повышенным содержанием сернистого ангидрида и сероводорода (по группам газов Б-Г), поскольку даже под защитными лакокрасочными покрытиями будет протекать избирательная коррозия по включениям сульфида марганца, ускоряющая потерю несущей способности конструкций. Сталь марок 15Г 2СФ, 14Г 2АФ, 16Г 2АФ и 18Г 2АФпс менее подвержена язвенной коррозии, чем марганцовистая или кремнемарганцовистая стали, и на эти марки не распространяются ограничения по применению.
Защитные покрытия. По виду материалов защитные покрытия для строительных металлических конструкций могут быть классифицированы как лакокрасочные, металлические, оксидные, изоляционные. Возможны комбинации различных видов покрытий.
По механизму защитного действия покрытия могут быть классифицированы как барьерные, т.е. обеспечивающие только изоляцию, протекторные и с комбинированным барьерно-протекторным действием. Применение преобразователей и модификаторов ржавчины как правило недопустимо.
Лакокрасочные покрытия в зависимости от вида пигмента обеспечивают барьерную, комбинированную или протекторную (электрохимическую) защиту стали.
Цинковые защитные покрытия стальных конструкций обеспечивают как протекторную, так и барьерную защиту от коррозии; алюминиевые – обычно только барьерную, а в присутствии хлористых солей или хлора – также и протекторную.
Нанесению лакокрасочных или металлических защитных покрытий должна предшествовать соответствующая подготовка поверхности конструкций; цель подготовки поверхности удаление прокатной окалины, продуктов коррозии, жировых и других загрязнений и придание поверхности шероховатости, улучшающей сцепление с ней защитного покрытия.
Подготовка поверхности стальных конструкций перед нанесением защитных покрытий.
На заводах металлических конструкций применяются следующие основные методы подготовки поверхности проката или конструкций, покрытых продуктами коррозии (окалиной или ржавчиной), независимо от степени окисленности и зажиренности поверхности по ГОСТ 9.402-80*:
- механические: обработка сухим абразивом (дробеструйная, дробеметная, металлическимпеском); обработка механизированным инструментом (проволочными щетками, шлифовальными машинками, иглофрезами);
- химические: обезжиривание в водных щелочных растворах; обезжиривание в органических растворителях; травление в кислотах.
Подготовка поверхности может производиться:
- на механизированных и автоматизированных технологических линиях очистки проката механическими или химическими методами с последующей консервацией поверхности на время изготовления конструкций; консервирующие покрытия не должны препятствовать сварке и в дальнейшем входить в систему лакокрасочного покрытия (грунтовки BJI-02, BJI-023, ЭФ-0121 и т.п.); после сварки конструкций в этом случае необходимо производить зачистку сварных швов и околошовной зоны под грунтование; очистка проката абразивом производится и перед нанесением металлизационных покрытий;
- в тупиковых камерах дробеструйной очистки или в ваннах травления элементов и конструктивных отправочных марок после их сборки и сварки; подготовка поверхности готовых конструкций и отправочных марок на механизированных технологических линиях целесообразна только при условии достаточной повторяемости конфигураций и габаритов, а также доступности всей поверхности для обработки.
Кислотное травление допускается для собранных конструкций лишь при условии отсутствия карманов и зазоров, в которых может остаться электролит, и не допускается для конструкций из стали 600 МПа и более высокой прочности. Кислотное травление на ЗМК рекомендуется как метод подготовки поверхности стальных конструкций под нанесение металлических (цинковых, алюминиевых) покрытий методом погружения в расплав. Сварные конструкции должны иметь в основном стыковые или угловые соединения. Нахлесточные соединения должны производиться только лобовыми или только фланговыми швами при гарантированном зазоре между элементами не менее 1,5 мм или при сплошной обварке по контуру.
Травление с последующим пассивированием, как и обработка сухим абразивом дробеструйным или дробеметным методами, обеспечивает вторую и третью степени очистки поверхности по ГОСТ 9.402-80; обработка механизированным инструментом допускается при малых объемах работ (зачистка сварных швов, местное удаление продуктов коррозии) обеспечивает при этом третью степень очистки. Главой СНиП 2.03.11-85 эта степень очистки поверхности допускается только для конструкций, эксплуатируемых в слабоагрессивных и неагрессивных средах.
Очистка ручными щетками поверхности конструкций, покрытой прокатной окалиной или толстым слоем ржавчины, не обеспечивает степени очистки свыше четвертой и может быть допущена только для конструкций, предназначенных для эксплуатации в неагрессивных средах. Полное удаление продуктов коррозии почти в 5 раз увеличивает срок службы лакокрасочных покрытий.
Очистка от окислов поверхности рулонных материалов (тонколистовая оцинкованная сталь, алюминий) перед нанесением полимерных покрытий в заводских условиях производится специальными методами. Легкий налет продуктов коррозии, который может быть на поверхности листа, снимается дисковыми щетками из нетканого материала с вкраплениями абразива. За удалением продуктов коррозии следует промывка.