Главная Обратная связь

Дисциплины:






Коррозия металлов и ее виды



Одним из основных факторов, снижающих надежность и долговечность оборудования ООС, является коррозия металлов. Под коррозией металлов обычно понимают самопроизвольное разрушение металлов, вследствие их физико-химического взаимодействия с окружающей средой, агрессивной атмосферой, растворами кислот, щелочей, солями, различными газами. В качестве примеров коррозии можно привести ржавление изделий и конструкций в атмосфере, разрушение оборудования химических предприятий от действия растворов кислот, щелочей, солей и т. п.

В ряде случаев протекание коррозионного процесса приводит к более важным последствиям, чем потеря массы металла. К числу наиболее опасных следствий, вызываемых коррозией, является потеря металлом важных технологических свойств(механической прочности, некоторых физико-химических свойств, твердости и т. д.).

Потери от коррозии можно разделить на прямые и косвенные. Прямые потери – это стоимость заменяемых прокорродировавших изделий (машины, аппараты, трубопроводы и т. п.), затраты на защитные мероприятия (стоимость лакокрасочных покрытий и т.п.) и безвозвратные потери металла (распыление его вследствие коррозии). По подсчетам специалистов, безвозвратные потери металла в мире составляют около 10–15% мировой продукции стали. Косвенные потери – это потери продукта в результате утечки, потери производительности агрегата, загрязнение продуктами коррозии целевого продукта, завышенный расход металла вследствие завышенных допусков на коррозию.

В результате протекания коррозионного процесса металл переходит в окисленное, ионное состояние с образованием соответствующих соединений. В зависимости от пути, по которому происходит этот переход, различают два механизма коррозионного процесса: химический и электрохимический.

Химическая коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды, протекающее по законам гетерогенных химических реакций. Переход атома металла в ионное состояние и восстановление агрессивного компонента, например кислорода, происходит одновременно.

Химическая коррозия возникает при действии сухих газов и жидких неэлектролитов на металлы, а так же при действии электролитов на неметаллы. Механизм химической коррозии сводится к диффузии ионов металла сквозь постоянно утолщающуюся пленку продуктов коррозии и встречной диффузии атомов или ионов кислорода.

В практике наиболее часто встречающимся и опасным видом химической коррозии является газовая коррозия – процесс взаимодействия металлов при высоких температурах и давлениях с кислородом или другими газами (H2S, SO2, CO2, водяной пар). В результате этого процесса на поверхности металлов образуется оксидная пленка, которая во многих случаях обладает защитными свойствами. Толщина такой пленки может меняться от 1-5 мм до десятых долей миллиметра.



Скорость химической коррозии значительно зависит от температуры и давления. При повышенных температурах вследствие химической коррозии происходит процесс обезуглероживания углеродистых сталей:

Fe3C+O2 → 3Fe+CO2;

Fe3C+CO2 → 3Fe+2CO;

Fe3C+2H2O → 3Fe+CO2+2H2.

При повышенных температурах и давлениях обезуглероживание может происходить за счет гидрирования (водородная коррозия):

Fe3C+2Н2 → 3Fe+CH4

При сравнительно низких температурах и высоких давлениях происходит разрушение металла в результате воздействия на него оксида углерода с образованием карбонилов (карбонильная коррозия):

Ме + nCO → Ме(СО)n

Электрохимическая коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды, протекающее по законам электрохимической кинетики с разделением общего процесса на два самостоятельных, но сопряженных между собой: анодный и катодный.Анодный процесс: непосредственный переход металла в раствор в виде ионов с оставлением эквивалентного количества электронов в металле. Катодный процесс: ассимиляция оставшихся в металле избыточных электронов какими-либо акцепторами электронов (их называют деполяризаторами).

При анодном процессе происходит окисление металла, при катодном – восстановление деполяризатора. Основным условием протекания электрохимической коррозии является наличие электропроводной внешней среды, т.е. электрохимическая коррозия протекает в растворах электролитов. Причиной разделения общего коррозионного процесса на два сопряженных является наличие в кристаллической решетке металла свободных электронов и энергетически выгодный процесс выхода иона металла из кристаллической решетки вследствие процессов гидратации, сольватации, комплексообразования с компонентами раствора. Это приводит к локализации катодных и анодных процессов на различных территориально-разобщенных участках поверхности металла, где их протекание облегчено. Примерами электрохимической коррозии является ржавление металлических конструкций и изделий в атмосфере, коррозия оборудования химических производств, соприкасающихся с растворами кислот, щелочей, солей и т.п. Электрохимическая коррозия – наиболее часто встречающийся вид коррозии. На рис. 1 показаны схемы химической и электрохимической коррозии

Рис. 1 – Схемы химической (а) и электрохимической (б) коррозии

Электрохимическая коррозиявозникает при действии на металл электролитов и влажных газов и характеризуется наличием двух параллельно идущих процессов: окислительного (растворение металла) и восстановительного (выделение металла из раствора). Этот вид коррозии сопровождается протеканием электрического тока в результате образования микрогальванических элементов. Скорость электрохимической коррозии зависит от концентрации и скорости движения раствора, состава и структуры металла, растворимости продуктов коррозии на анодных и катодных участках, температуры, давления и др.





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...