Химическа корозия и начини за борба с нея

Химическа корозия и начини за борба с нея Характеристики на химическата корозия и начините за нейното отстраняване метал при взаимодействие с агресивна външна среда.

Химичният тип корозивен процес няма да бъде свързан с текущата (електрическа) експозиция. При този тип корозия възниква окислителна реакция, при която разрушаващият материал е едновременно редуциращ агент за елементите на околната среда.

Класификацията на видовете агресивни среди ще включва два вида разрушаване на метали - химическа корозия до неелектролитни течности и газообразна химическа корозия.

Газова тип корозия

Обща информация

Най-големият вид химическа корозия - газ - е процес на корозия типът, който се появява в газ, когато температурата се повиши.

Този проблем ще бъде типичен за експлоатацията на повечето видове технологично оборудване, както и части (двигатели, фурни за пещи, турбини и др.). Освен това свръхвисоките температури се използват за обработка на метали под високо налягане (нагряване преди валцуване, коване, щамповане, термичен процес и др.).

Характеристиките на металите и тяхното състояние при повишени температури ще се определят от две свойства - топлоустойчивост и топлоустойчивост.

Последното е степента на стабилност на механичните свойства при много високи температури. Стабилността на механичните свойства може да се разбира като запазване на якостта за дълго време и устойчивост на пълзене. Топлоустойчивостта е устойчивостта на метал към корозионната активност на газовете при повишени температури.

Скоростта на развитие на газова корозия се определя от около показатели, сред които:

  • Химическа корозия и начини за борба с нея Атмосферна температура.
  • Компоненти, съставени от сплав или метал.

  • Параметри на околната среда с газове.
  • Продължителност на контакта с газовата среда.
  • Свойство на продукти с корозивен тип.

Процесът на корозия ще бъде силно повлиян от свойствата и параметрите на оксидния филм, който се появява на металната повърхност.

Образуването на оксид може да бъде разделено на няколко етапа (хронологично):

  1. Адсорбцията на молекули кислород върху метална повърхност, която взаимодейства с атмосферата.

  2. Контакт на метална повърхност с газ, поради което се появява химично съединение.

Първият етап ще се характеризира с образуването на йонна връзка в резултат на взаимодействието на кислород и атомни повърхности, когато кислородният атом започне да отнема електрони от метала. Възникващата връзка започва да се отличава с изключителна здравина - тя е много по-голяма от връзката между кислорода и метала в оксида.

Обяснението на тази връзка се крие в действието на атомното поле върху кислорода.Веднага след като металната повърхност започне да се запълва с окислител (и това се случва бързо), при ниски температурни условия започва адсорбцията на окислителната молекула.

Резултатът от реакцията ще бъде появата на най-тънкия мономолекулярен филм, който става по-плътен след известно време, което само усложнява достъпа на кислород. На втория етап ще се осъществи химическа реакция, при която окислителният елемент на средата започва да взема валентни електрони от метала. Химичната корозия е крайният резултат от реакцията.

Характеристики на оксидния филм

Предлагаме да разгледаме характеристиките на химическата корозия.

Класификацията на оксидните филми има 3 вида:

  • Тънки (те са невидими без специално устройство).

  • Средно (потъмняване).
  • Дебел (видим за човешкото око).

Полученият оксиден филм има защитни способности - той ще забави или дори напълно ще инхибира развитието на корозия. Наличието на филм също увеличава устойчивостта на метала към нагряване.

Но един наистина ефективен филм трябва да има следните характеристики:

  • Не е порест.

  • Имат здрава структура.
  • Притежават отлични адхезионни свойства.
  • Те се отличават със своята периодичност на химичния тип по отношение на атмосферата.
  • Бъдете твърди и устойчиви на износване.

Едно от споменатите по-горе условия е, че твърдата структура е от особено значение.

Условието за непрекъснатост ще бъде излишъкът от молекулния обем на оксидния филм над обема на металните атоми. Непрекъснатостта е способността на оксида да покрива цялата метална повърхност с пълен слой. Ако условието не е изпълнено, филмът няма да бъде защитен. Но има изключения от това правило - за някои метали, например елементи от алкалоземни групи (изключение ще бъде берилий) и магнезий, непрекъснатостта не е критичен показател.

Използват се няколко техники за задаване на дебелината на оксидния филм.

Защитните свойства на филма могат да бъдат открити по време на формирането. За да направите това, трябва да се проучи степента на окисление на метала, както и параметрите на промените в проценти с течение на времето. За вече образувания оксид се използва различен метод, който се състои в изучаване на дебелината и характеристиките на защитния тип филм. За това на повърхността трябва да се нанесе реагент. Освен това експертите ще записват времето, необходимо на появата на реагента, и въз основа на данните трябва да се направи заключение относно дебелината на филма.

Моля, имайте предвид, че дори окончателно образуваният оксиден филм ще продължи да взаимодейства с окислителната среда, както и с метала.

Скорост на корозия

Скоростта, с която се развива химическата корозия, ще зависи от температурния режим. При високи температури окислителните процеси започват да се развиват по-бързо.С това намаляване на ролята на термодинамичния фактор ходът на реакцията няма да повлияе на самия процес. Охлаждането и редуването на отоплението ще бъдат важни.

Поради топлинното напрежение в оксидния филм ще започнат да се появяват пукнатини. През отворите окислителният елемент ще достигне повърхността. В резултат на това ново изискване за филм тип оксид се появява, и предишния започва да отлепете.

Компонентите на газообразната среда ще играят важна роля. Този фактор е индивидуален за различните видове метали и ще съответства на температурните колебания.

Например, медта бързо ще корозира, ако влезе в контакт с кислород, но също така е устойчива на процеса в среда на серен оксид. За никела оксидът е разрушителен и устойчивостта е видима в кислорода, въглеродния диоксид и водата. Но хромът е способен да покаже устойчивост към всички изброени среди. Ако нивото на дисоциационното налягане на оксида надвиши налягането на окислителния елемент, тогава самият процес ще спре и ще придобие термодинамична стабилност.

Компонентите на сплавите също ще повлияят на скоростта на реакцията на окисление.

Например сярата, манганът, фосфорът и никелът по никакъв начин няма да допринесат за окисляването на желязото. Но силиций, алуминий и хром значително забавят процеса. Това става още по-силно от мед, окисляване на желязо, кобалт, титан и берилий. Добавките от волфрам, ванадий и молибден помагат да се направи процесът по-интензивен, което се обяснява с летливостта и ниската точка на топене на такива метали. Най-бавните химически процеси на корозия протичат с аустенитна структура, тъй като тя е най-добре адаптирана към високи температури.

Друг фактор, от който ще зависи скоростта, са характеристиките на обработваната повърхност. Гладката повърхност ще се окислява по-бавно и неравна повърхност много по-бързо.

корозия в не-електролит течности

Обща информация

За непроводими течна среда (по-точно, не-електролитни течности) включват такива органични вещества, например:

  • Керосин.
  • Бензен.
  • Бензин.

  • Хлороформ.
  • Масло.
  • Алкохоли.
  • Фенол.
  • Въглероден тетрахлорид.

Малко количество неорганични течности, например течен бром и сяра, която е стопена, също се считат за такива течности. Трябва да се отбележи, че разтворителите от органичен тип сами по себе си няма да реагират с метали, но при наличието на малък обем примеси се появява интензивен процес на взаимодействия. Скоростта на корозия се увеличава от съдържащите сяра елементи в маслото.

Също така са необходими високи температури за засилване на корозивните процеси. Влагата ще засили развитието на електромеханична корозия.

Друг фактор за бързото развитие на корозията е брома в течна форма. При нормални температури тя ще бъде особено разрушителна за високо въглеродни стомани, титан и алуминий.Ефектът на брома върху никела и желязото е по-малко значителен, а танталът, оловото, платината и среброто ще покажат най-голяма устойчивост на течен тип бром.

Разтопената сяра ще влезе в агресивни реакции с почти всички метали и най-вече с калай, олово и мед. Сярата ще повлияе по-малко на въглеродните класове титан и стомана и почти напълно унищожава алуминия.

Защитните действия за метални конструкции, които са в непроводима среда от течен тип, се извършват чрез добавяне на метал, който е устойчив на определена среда (например стомани с високо съдържание на хром). Използват се и специални защитни покрития (например в среда, в която има много сяра, се използват алуминиеви покрития).

Методи за защита от корозия

Методите за контрол на корозията ще включват:

  • Химическа корозия и начини за борба с нея Обработка на основния метал със защитен слой (например нанасяне на боя и лак).
  • Използване на инхибитори (арсенити или хромати).
  • Въвеждането на материали, които са устойчиви на корозивни процеси.

Изборът на определен материал ще зависи от потенциалната ефективност (тук има форма на финансова и технологична) на неговото приложение.

Съвременните принципи за защита на метала от химическа корозия на метала ще се основават на следните методи:

  1. Подобряване на химичния тип плодородие. Устойчивите материали (стъкло, високополимерна пластмаса и керамика) успяха успешно да се препоръчат.
  2. Изолиране на материал от агресивни среди.
  3. Намаляване на агресивността на процеса - Примерите за това включват неутрализиране и премахване на киселинността в корозивна среда и използване на различни инхибитори.

  4. Защита от електрохимичен тип (наложен външен ток).

Тези техники ще бъдат разделени на две групи:

  • Устойчивост и изолация от химически тип ще бъдат приложени преди металната конструкция да бъде въведена в употреба.
  • Намаляването на агресивността и защитата от електрохимичен тип вече се прилага при използване на продукти и метал. Използването на двете техники прави възможно въвеждането на нови защитни методи и в резултат на това ще се осигури защита чрез промяна на условията на работа.

Антикорозионното галванично покритие е един от най-често използваните методи за метална защита, но това не е икономически изгодно при голяма повърхност.

Причината за това е високата цена на процеса на подготовка Водещото място сред методите за защита ще бъде заето от метално покритие с боя и лак.

Популярността на този метод за борба с корозията се дължи на комбинация от фактори:

  • Високи защитни свойства (отблъскване на течността, хидрофобност, ниска газопропускливост и паропропускливост).
  • Производственост.
  • Големи възможности за декоративни решения от типа.
  • Поддържане.

  • Икономическа обосновка.

В същото време използването на широко достъпни материали също има недостатъци:

  • Непълно уважение към металната повърхност.
  • Адхезията на покритието към основния метал, покритието срещу корозия, се нарушава и ще започне да стимулира корозията.
  • Порьозност, която води до повишена пропускливост на влагата.

И все пак, боядисаната повърхност предпазва металите от корозионни процеси дори с локални повреди на фолиото, докато несъвършените галванични покрития могат дори да ускорят корозията.

Органосиликатни видове покрития

За висококачествена антикорозионна защита се препоръчва използването на метали с високо ниво на хидрофобност, непропускливост за газови, водни и изпаряващи среди. Органосиликатите могат да бъдат класифицирани като такива материали. Химическата корозия е трудно приложима за органосиликатни материали. Причините за това се крият в повишената химическа стабилност на съставите, тяхната устойчивост на светлина, ниско ниво на абсорбция на вода и хидрофобни качества.

.