Файл: Учебное пособие Коррозия и защита оборудования от коррозии 2013 г. Закирова Е. В. Преподаватель спецдисциплин.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 1364
Скачиваний: 1
4.1 Межкристаллитная коррозия4.2 Точечная (питтинговая) коррозия4.3 Контактная коррозия4.4 Щелевая коррозия5 ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ5.1 Газовая коррозия5.2 Химическая коррозия в неэлектролитах6 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ7 КОРРОЗИОННОСТОЙКИЕ И ЖАРОСТОЙКИЕ КОНСТРУКЦИ-ОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ7.1 Характеристика коррозионной стойкости металлов7.2 Коррозионностойкое легирование металлов7.3 Жаростойкое легирование металлов7.4 Классификация коррозионноустойчивых сплавов7.5 Коррозионностойкие сплавы на основе железа7.6 Коррозионная стойкость медных сплавов7.7 Коррозионная стойкость алюминиевых сплавов7.8 Поведение металлов и сплавов в агрессивных химических средах7.9 Неметаллические конструкционные материалы. Процессы старения8 МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ9 НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ10 ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ УМЕНЬШЕНИЕМАГРЕССИВНОСТИ КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЫ10.1 Обработка коррозионной среды10.2 Ингибиторы коррозии11 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА12 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ КОРРОЗИОННЫХПРОЦЕССОВ12.1 Классификация методов коррозионных исследований12.2 Критерии оценки коррозионных эффектов12.3 Методы коррозионных испытаний14.4 Мониторинг коррозионных процессовСПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫВВЕДЕНИЕСовременное развитие химической промышленности, разработка новыхтехнологических процессов, протекающих в агрессивных средах, предъявляют к конструкционным материалам высокие требования. Наиболее важными конструкционными материалами являются металлы и их сплавы. В процессе эксплуатации изделий, вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой происходит коррозия, что приводит к разрушению металлических конструкций, аппаратов, трубопроводов и др.Коррозия начинается с поверхности металла и, при дальнейшем раз-витии этого процесса, распространяется вглубь. Средой, в которой про-исходит коррозия металлов, являются различные жидкости и газы. Коррози-
онный процесс протекает на границе двух фаз: металл – окружающая среда,т. е. является гетерогенным процессом взаимодействия жидкой или газооб-разной среды с металлом. Широкое применение в химической промышлен-ности находят сплавы железа, меди, алюминия, никеля, титана и др. Даль-нейшее развитие техники выдвигает проблему применения таких металлов,как тантал, цирконий, рений, германий, торий, иридий.Масштабы коррозии и убытки, причиняемые ею, станут очевидными,если учесть, что около 10% всего производимого металла безвозвратно теря-ется вследствие разрушающего действия коррозии. Экономические потериот коррозии можно разделить на прямые и косвенные. Прямые потери вклю-чают стоимость заменяемых металлических конструкций и механизмов илиих частей, стоимость коррозионностойких металлов и сплавов, применяемыхвместо материалов, имеющих те же механические свойства, но нестойких ккоррозии, стоимость различных видов защиты от коррозии и т. д. К косвен-ным потерям относятся расходы, связанные с простоем оборудования вовремя замены части машины или аппарата, разрушаемых коррозией, с загрязнением выпускаемых изделий продуктами коррозии и др.Повышение цен на энергоресурсы и металлы до мирового уровня при-вело к резкому сокращению и объемов, и областей применения нержавею-щих сталей, титана. Одновременно повышается интерес к современным по-лимерным коррозионностойким материалам в области химического машино-строения.Химические, физические и биологические загрязнения природной средыприводят к заметной интенсификации коррозионных процессов. Понятия онеобходимости и достаточности противокоррозионной защиты должны кор-ректироваться с учетом экологической обстановки.С другой стороны, коррозионные повреждения часто оказываются при-чиной крупномасштабных загрязнений окружающей среды. Лидерами здесьявляются нефтедобыча, транспорт нефтепродуктов, нефтехимическая и хи-мическая промышленности. Общие убытки, причиняемые народному хозяй-ству от коррозии металлов, огромны. Для правильной постановки практиче-ской работы по защите химических машин и аппаратов от коррозии необ-ходимо знание теории процессов коррозии и методов борьбы с ней.1 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ КОРРОЗИИКоррозией называют процесс разрушения металлов при химическом, электрохимическом и биохимическом взаимодействии их с окружающей средой. Коррозия металлов классифицируется по механизму и условиям протекания процесса и характеру коррозионного разрушения.
По механизму протекания процесса различают химическую, электрохимическую и биохимическую коррозию.Химическая коррозия – взаимодействие металла и коррозионной среды, при котором окисление металла и восстановление окисленного компонента коррозионной среды (деполяризатора) протекают в одном акте. Это процесс, протекающий за счет гетерогенной химической реакции.По условиям протекания к этому виду относятся:— газовая коррозия, т.е. окисление металла в газовой среде при высокойтемпературе и невозможности конденсации влаги на поверхности металла;— коррозия в неэлектролитах, т.е. в жидкостях, непроводящих электри-ческий ток.Электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой (раствором электролита), при котором окисление металла и восстановление окисленного компонента коррозионной среды (деполяризатора) протекают не в одном акте. При этом виде коррозии одновременно протекают две реакции – окисления и восстановления, локализованные на определенных участках поверхности корродирующего металла. При электрохимической коррозии процесс растворения металла сопровождается появлением электрического тока, т.е. передвижением электронов по поверхности металла и ионов в растворе электролита от одного участка к другому.По условиям протекания к этому виду коррозии относятся:— атмосферная коррозия во влажной газовой или воздушной атмосфере;— коррозия в электролитах – жидкостях, проводящих электрический ток;— почвенная или подземная коррозия металлических сооружений, на-ходящихся под землей;— электрокоррозия под действием внешнего источника тока, т.е. коррозия изделий, находящихся под землей, вызванная блуждающими токами;— контактная коррозия металлов – разрушение металла в растворе электролита вследствие контакта с другим металлом, имеющим более положительный электродный потенциал, чем потенциал основного металла;— коррозия под напряжением – разрушение металла при одновременном воздействии агрессивной среды и механических напряжений. Различают коррозионное растрескивание, коррозионную усталость, коррозию при трении и коррозионную кавитацию.Биохимическая коррозия – это процесс, связанный с воздействием микроорганизмов на металл. При этом металл разрушается вследствие того, что он служи питательной средой для микроорганизмов
, или под действием продуктов, образующихся в результате их жизнедеятельности. Биохимическая коррозия, как правило, протекает в растворах электролитов, поэтому параллельно может протекать и электрохимическая коррозия.
Коррозия, в зависимости от природы металла, агрессивности среды и других факторов, приводит к различным видам разрушений. По характеру коррозионного разрушения различают общую, или сплошную, местную и растрескивающуюся коррозию (рисунок).
Характер коррозионных разрушений
Общая, или сплошная, коррозия охватывает всю поверхность металла, находящуюся под воздействием агрессивной среды, и может быть равномерной (а), например, коррозия углеродистой стали в растворах серной кислоты, и неравномерной (б), например, коррозия этой же стали в присутствии хлор-ионов. Местная коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Она подразделяется на: коррозию пятнами (в), которая занимает относительно большие участки поверхности и распространяется неглубоко; коррозию язвами (г), которая поражает металл на большую глубину и на ограниченной площади; точечную, или питтинговую (д), которая поражает металл в отдельных точках на большую глубину, в некоторых случаях насквозь; межкристаллитную коррозию (е) – коррозию по границам кристаллитов металла; распространяется на обширной поверхности металла и на большую глубину. Этот вид коррозии опасен тем, что внешний вид металлического изделия не изменяется, но при этом металл теряет прочность и пластичность. Растрескивающаяся коррозия (ж) – это коррозия металла при одновременном воздействии на металл коррозионной среды и механических напряжений, при этом скорость коррозии металла резко возрастает. Неравномерная коррозия более опасна, чем равномерная, так как вызывает в отдельных местах значительное уменьшение сечения. Приведенная классификация условна, потому что реальные формы коррозионных разрушений могут находиться между характерными типами, показанными на рисунке.
2 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ
2.l Возникновение электродного потенциала
Электрохимическая коррозия металлов представляет собой самопроиз-
вольное разрушение металла вследствие электрохимического взаимодейст-
вия его с электролитом. Это гетерогенная реакция, протекающая на поверх-