Elektrokemična korozija: opis procesa, predmeti uničenja, metode nadzora

Anonim
Že tisočletja razvoj civilizacije ne bi bil mogoč brez kovine, iz katere so bile izdelane puščice in kopije prazgodovinskega obdobja, pa tudi najsodobnejši stroji modernosti. Celotna obdobja imajo »kovinska« imena: bron, baker, železo. Metalurški obrati delujejo 24 ur na dan, da bi industriji zagotovili potrebno količino kovinskih gredic. Podjetja v strojni gradnji predstavljajo veliko paleto izdelkov od cevi, tračnic in listov do igel in zatičev.

Korozija kovin, zlasti njene glavne sorte - elektrokemična, je vedno povzročala težave pri delovanju kakršnih koli kovinskih izdelkov, ki jih je prezgodaj uničila. Najenostavnejša orodja (nož, sekira, plug) so hitro padla v mokro okolje. Potrebne so bile številne in dolgoročne študije kemijskih procesov uničevanja, preden so bile ugotovljene tehnične rešitve za zaustavitev korozije kovin.

Opis procesa

Elektrokemična korozija je proces, ki poteka z obvezno prisotnostjo:

  • elektrolit;
  • kovine z nizkimi in visokimi redoks potenciali (elektrodni potenciali).

Elektrolit nastane iz vode, kondenzata, vseh naravnih oborin. Prisotnost dveh vrst kovin se skoraj nikoli ne zgodi in je posledica dveh dejavnikov:

  1. Heterogenost proizvoda, to je prisotnost tujih vključkov.
  2. Neposredno dotikanje izdelkov iz različnih kovin.

V elektrolitu heterogene kovine tvorijo galvansko celico s kratkim stikom, imenovano korozijska. Ta kombinacija vodi do raztapljanja kovine z nižjim elektrodnim potencialom, kar imenujemo elektrokemična korozija. Hitrost tega procesa je močno odvisna od prisotnosti soli v raztopini in njene temperature.

Glavni predmeti korozije

Neenotna kovinska mesta se naključno nahajajo na površini izdelka in so odvisna od tehnologije in kakovosti njihove izdelave, zato so poškodbe zaradi korozije pogosteje lokalne. Poleg tega lokalizacija korozije je odvisna od heterogenosti:

  • Zaščitni oksidni filmi;
  • elektrolit;
  • vpliv zunanjih dejavnikov (ogrevanje, sevanje);
  • notranje napetosti, ki povzročajo neenakomerno deformacijo.

Varjeni in kovičeni spoji so vidni predstavniki stika tujih kovin, ki so izpostavljeni aktivni elektrokemični koroziji. Varjenje in zakovice - najpogostejše tehnologije pri gradnji trajnih povezav v vseh vodilnih industrijah in velikih cevovodnih sistemih:

  • strojništvo;
  • ladjedelništvo;
  • naftovodi;
  • plinovodi;
  • cevi za vodo.

Najpomembnejša poškodba zvarov in zakovic je v morski vodi, prisotnost soli, ki bistveno pospešuje korozijski proces.

Katastrofalna situacija se je razvila leta 1967 z nosilcem rude Anatin, ko je morska voda iz visokih nevihtnih valov udarila v ladijska skladišča. Bakrene konstrukcije v notranjosti skladišč in jeklena torba so prispevale k nastanku jedkega elementa v elektrolitu iz morske vode. Prehodna elektrokemijska korozija je povzročila mehčanje trupa in nastanek izrednega dogodka, vključno z ekipo za evakuacijo.

Pozitivni učinek elektrokemične korozije je zelo redka. Na primer, pri nameščanju novih cevi v sistemih toplega ogrevanja stanovanjskih stavb. Navojne spojke začnejo teči pri začetnem zagonu, dokler korozijski produkti, sestavljeni iz hidratiranega železa, ne zapolnijo mikropor v nitki.

Ne glede na vrsto korozije, kemične ali elektrokemične, so njegovi učinki enaki - uničenje izdelkov velike vrednosti . Poleg neposrednih izgub zaradi neuporabnih materialov obstajajo tudi posredne izgube zaradi puščanja izdelkov, izpadov pri zamenjavi neprimernih materialov in delov, kršitev predpisov tehnoloških procesov.

Sodobne metode boja

Številne raziskave in razvoj tehničnega napredka so privedle do oblikovanja celotnega sistema metod in orodij v boju proti koroziji. Obstajajo tri glavna področja za zaščito pred korozijo:

  1. Konstruktivne rešitve.
  2. Aktivne metode.
  3. Pasivne metode.

Konstruktivne rešitve so izbor materialov, ki so po svoji fizikalnih lastnostih minimalno jedki:

  • nerjavna jekla;
  • legirana jekla;
  • barvne kovine.

Aktivne metode boja so povzročile elektrokemično korozijo. Na kovinsko konstrukcijo, ki jo je treba zaščititi, se uporabi stalna napetost, da se poveča njen elektrodni potencial in upočasni postopek elektrokemične raztapljanja. Druga varianta aktivne zaščite je žrtvovana anoda, ki ima nizek elektrodni potencial, zaradi česar se namesto zaščitenega predmeta uniči.

Pasivne metode obsegajo uporabo zaščitnih premazov. Tehnični napredek na tem področju se je začel razvijati z uporabo enostavnega laka, ki preprečuje vdor kisika, vlage in kondenzata na površino kovin. Nato je prišlo do galvanizacije, ki temelji na:

  • cink - pocinkanje;
  • krom-kromiranje;
  • nikelj - nikelj.

Pocinkano železo, ponikljani in kromirani jedilni pribor, pločevinke s proizvodi služijo več let, ne podležejo elektrokemični koroziji, ohranjajo lep videz, preprečujejo kvarjenje izdelkov.

Tehnični napredek pri razvoju metod za boj proti koroziji

Ker korozivna izguba kovin pomeni astronomsko vsoto, tehnični napredek še naprej ponuja nove metode ravnanja z njim, saj se znanstvene raziskave in strojna oprema izboljšujejo. . Te vključujejo:

  • toplotno brizganje, ki tvori ultra tanke zaščitne prevleke;
  • toplotno difuzijski premazi, ki ustvarjajo močno površinsko zaščito;
  • kadmij za zaščito jekla v morski vodi.

Rast industrijske proizvodnje se dogaja s stalnim povečevanjem proizvodnje kovinskih izdelkov. Elektrokemična korozija, ne glede na zgodovinsko dobo, je stalna grožnja za veliko število struktur in kritičnih struktur. Zato je ustvarjanje novih metod in sredstev boja ena izmed nalog raziskovanja tehničnega napredka.