Читайте также:
|
Примерами такой обработки могут служить: нейтрализация или обескислороживание коррозионных сред, а также применение различного рода ингибиторов коррозии, которые в небольших количествах вводятся в агрессивную среду и создают на поверхности металла адсорбционную пленку, тормозящую электродные процессы и изменяющую электрохимические параметры металлов.
Электрохимическая защита металлов.
Путем катодной или анодной поляризации от постороннего источника тока или присоединением к защищаемой конструкции протекторов, потенциал металла смещается до значений, при которых сильно замедляется или полностью прекращается коррозия.
Разработка и производство новых металлических конструкционных материалов повышенной коррозионной устойчивости путем устранения из металла или сплава примесей, ускоряющих коррозионный процесс (устранение железа из магниевых или алюминиевых сплавов, серы из железных сплавов и т.д.), или введения в сплав новых компонентов, сильно повышающих коррозионную устойчивость (например хрома в железо, марганца в магниевые сплавы, никеля в железные сплавы, меди в никелевые сплавы и т.д.).
Переход в ряде конструкций от металлических к химически стойким материалам
(пластические высокополимерныме материалы, стекло, керамика и др.).
Рациональное конструирование и эксплуатация металлических сооружений и деталей (исключение неблагоприятных металлических контактов или их изоляция, устранение щелей и зазоров в конструкции, устранение зон застоя влаги, ударного действия струй и резких изменений скоростей потока в конструкции и др.).
Вопросам проектирования антикоррозионной защиты строительных конструкций уделяют серьезное внимание как у нас в стране, так и за рубежом. Западные фирмы при выборе проектных решений тщательно изучают характер агрессивных воздействий, условия эксплуатации конструкций, моральный срок службы зданий, сооружений и оборудования. При этом широко используются рекомендации фирм, производящих материалы для антикоррозионной защиты и располагающих лабораториями для исследования и обработки защитных систем из выпускаемых ими материалов.
Актуальность решения проблемы противокоррозионной защиты диктуется необходимостью сохранения природных ресурсов, защиты окружающей среды. Эта проблема находит широкое отражение в печати. Издаются научные труды, проспекты, каталоги, устраиваются международные выставки с целью обмена опытом между развитыми странами мира.
Таким образом необходимость исследования коррозионных процессов является одной из наиболее важных проблем.
11.методы защиты металлов и оборудования от коррозии.Катодное и анодное покрытия(см10)
Защитные покрытия. Для изоляции металла от окружающей среды на него наносят различного рода покрытия: лаки, краски, металлические покрытия. Наиболее распространенными являются лакокрасочные покрытия, однако их механические свойства значительно ниже, чем у металлических. Последние по характеру защитного действия можно разделить на анодные и катодные.
Анодные покрытия. Если на металл нанести покрытие из другого, более электроотрицательного металла, то в случае возникновения условий для электрохимической коррозии * разрушаться будет покрытие, т. к. оно будет выполнять роль анода. В этом случае покрытие называется анодным. Примером анодного покрытия может служить хром, нанесенный на железо. В случае нарушения целостности покрытия при контакте с влажным воздухом будет работать гальванический элемент *:
А (–) Cr | H2O, O2 | Fe (+) К
на аноде: Cr – 2e ® Cr2+
на катоде: 2 H2O + O2 + 4e ® 4 OH–
Cr2+ + 2 OH– ® Cr(OH)2
Гидроксид хрома (II) окисляется кислородом воздуха до Cr(OH)3:
4 Cr(OH)2 + 2H2O + O2 ® 4 Cr(OH)3
Таким образом, в результате электрохимической коррозии разрушается анодное покрытие.
Катодные покрытия. У катодного покрытия стандартный электродный потенциал * более положителен, чем у защищаемого металла. Пока слой покрытия изолирует металл от окружающей среды, электрохимическая коррозия не протекает. При нарушении сплошности катодного покрытия оно перестает защищать металл от коррозии. Более того, оно даже интенсифицирует коррозию основного металла, т. к. в возникающей гальванопаре анодом служит основной металл, который будет разрушаться. В качестве примера можно привести оловянное покрытие на железе (луженое железо). Рассмотрим работу гальванического элемента, возникающего в этом случае.
А (–) Fe | H2O, O2 | Sn (+) К
на аноде: Fe – 2e ® Fe2+
на катоде: 2 H2O + O2 + 4e ® 4 OH–
Fe2+ + 2 OH– ® Fe(OH)2
Разрушается защищаемый металл. Таким образом, при сравнении свойств анодных и катодных покрытий можно сделать вывод, что наиболее эффективными являются анодные покрытия. Они защищают основной металл даже в случае нарушения целостности покрытия, тогда как катодные покрытия защищают металл лишь механически.
12.электрохимическое полирование и влияние механической обработки ме на коррозии
Электрохимическая обработка заменяет трудоемкие механические методы и не приводит к нежелательным структурным изменениям в поверхностном слое изделий. Стравленная поверхность во многих случаях обладает более высокой коррозийной стойкостью и улучшенными механическими свойствами. Электрохимическое полирование — это обработка поверхностей деталей, погруженных в электролит, представляющий собой раствор, обычно содержащий кислоты. В процессе обработки при постоянном напряжении 10–20 В изделие подключается к положительному полюсу (аноду) источника питания.
При анодном электрохимическом полировании процесс сглаживания микрошероховатостей на уровне субмикрорельефа поверхности связан с наличием на металле пассивирующей пленки. Степень уменьшения шероховатостей определяется величиной электрического заряда, прошедшего через электролит. В ходе электролиза, наряду с уменьшением высоты микровыступов, происходит округление их вершин и формирование волнообразного микрорельефа поверхности. Данные процессы вызываются неравномерностью распределения электрического тока по микрорельефу поверхности и концентрационными изменениями электролита в прианодном слое. Качество электрохимической обработки зависит от состава металла или сплава, степени остаточной деформации, толщины обрабатываемой детали.
При использовании электрохимического полирования для получения поверхности хорошего качества необходимо перед обработкой убедиться, что на деталях нет глубоких рисок, забоин, раковин, так как они не устраняются при электрохимической обработке. Наиболее высокий блеск поверхности достигается на небольших деталях, причем плоские поверхности полируются хуже, чем цилиндрические.
Электрохимическое полирование проводится в обычных гальванических ваннах с обязательным плотным контактом подвесного устройства с деталями и электродной штангой. Наиболее долговечна оснастка из титана, который не разрушается в электролитах. Для надежности электрического контакта подвески с деталями рекомендуется образующуюся на них окисную пленку периодически удалять, используя разбавленную серную кислоту.
Основой промышленных электролитов для электрохимического полирования служат ортофосфорная или хлорная кислоты. В хлорнокислых электролитах обрабатывается алюминий, цинк, свинец, титан. В трехкомпонентных фосфорно-серно-хромовокислых электролитах обрабатываются стали различных марок, а в фосфорно-сернокислых — нержавеющие стали аустенитного класса — 12Х18Н10Т, Х17Г9АН4.
Для повышения стойкости к коррозии рекомендуется обрабатывать стальные детали после электрохимического полирования раствором NaOH в течение 15–20 минут при температуре 60–70оС. В случае нанесения на изделие гальванического покрытия, для улучшения сцепления покрытия с деталью необходимо подвергнуть его электрохимической обработке в 3–5 % растворе соляной кислоты.
Несмотря на достаточно широкую область применения, электрохимический метод имеет существенные недостатки, такие как:
1. Высокая энергоёмкость
2. Токсичность, пожароопасность и взрывоопасность
3. Технологическая сложность
4. Ограничение номенклатуры обрабатываемых металлов
5. Коррозия оборудования
Детали машин, приборов и аппаратов в реальных условиях эксплуатации работают в различных средах (влажный воздух, вода и водные растворы, смазочные масла, кислоты, щелочи и другие среды), при различных температурах и давлениях.
В этих условиях разрушение деталей может происходить без их взаимного контактирования. Долговечность таких деталей определяется их коррозионной стойкостью, т. е. способностью металла сопротивляться действию химических и электрохимических процессов. Кроме того, находясь в таких условиях, ряд деталей может испытывать и действие знакопеременных нагрузок. Долговечность таких деталей определяется коррозионно-усталостной прочностью.
Коррозионное разрушение деталей, как правило, начинается с поверхности. В связи с этим состояние поверхности в значительной степени влияет на ее взаимодействие с внешней средой.
Поверхность металла, имея характерный для данного вида обработки рельеф, несет на себе большое количество дефектов в виде царапин, трещин, надрезов, сдвигов и т. д. Возле этих мест обычно начинается развитие коррозионных процессов и разрушение.
Шероховатость поверхности оказывает большое влияние на коррозионную стойкость деталей машин. С уменьшением шероховатости поверхности коррозионная стойкость повышается.
На грубошероховатой поверхности вещества, вызывающие коррозию, осаждаются во впадинах и углублениях, коррозия распространяется в направлении основания гребешков, в результате чего они под воздействием силы трения отрываются от поверхности, образуя новые впадины и выступы, и таким образом появляются новые очаги коррозии и разрушения.
Физические параметры качества поверхности оказывают также большое влияние на коррозионную стойкость деталей машин, особенно наклеп и остаточные напряжения.
Поверхностный наклеп уменьшает коррозионную стойкость и, наоборот, увеличивает коррозионно-усталостную прочность. Как известно, при поверхностном наклепе имеет место неоднородная пластическая деформация, приводящая к возникновению разности потенциалов между неодинаково деформированными зернами металла. Так, ферритные зерна наклепываются значительно сильнее, чем перлитные. При этом ферритные зерна становятся анодами, а перлитные — катодами. Это значительно увеличивает количество коррозионных микроэлементов и ведет к общему усилению процесса коррозии. Повышение коррозионно-усталостной прочности при наклепе объясняется уплотнением поверхностного слоя и закрытием (завальцовывани- ем) путей для проникновения активных сред внутрь металла через дефекты поверхности, а также возникновением при наклепе благоприятно действующих остаточных напряжений сжатия. Если при механической обработке в поверхностных слоях появляются растягивающие остаточные напряжения, то при соприкосновении с активной средой возникает коррозионное растрескивание деталей. Механизм этого влияния во многом связывается с адсорбционно-расклиниваюшим эффектом Ребиндера.
13.защитные металлические и неметаллические покрытия.Способы нанесения.
Защитные покрытия используют в противокоррозионной практике для изоляции металла от агрессивной среды. Чтобы обеспечить хорошую защиту от коррозии покрытие должно быть сплошным, иметь хорошую адгезию с основным металлом (сцепление), быть непроницаемым для агрессивной среды, равномерно распределятся по поверхности, обладать высокой износостойкостью, жаростойкостью и твердостью (в отдельных случаях).
Защитные покрытия подразделяют на металлические и неметаллические.
Дата добавления: 2015-04-22; просмотров: 34 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |