Korrosion och erosion av metaller: orsaker och skyddsmetoder

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Kemiska, mekaniska och elektriska yttre påverkan förekommer ofta i miljöer för metallprodukter. Som ett resultat, med felaktigt underhåll av sådana element, samt ignorera säkerhetsstandarder, kan det finnas risker för deformation och skador på strukturer och delar. Detta beror på de framväxande processerna av korrosion och erosion av metaller, som på lång sikt bidrar till fullständig förstörelse av produktens struktur.

Varför uppstår rost

I en korrosiv reaktion skapas förutsättningarna för strukturell förstörelse av metallprodukter genom kontakt med kemiska och elektrokemiska medier. I det första fallet kommer materialet i kontakt med oljeprodukter, kol, s alt och andra mineraler. Elektrisk ström är inte inblandad i detta fall. Huvuddriftsmediet kan vara en torr gas eller en icke-ledande vätska. Lätta sorter har störst destruktiv effekt.petroleumprodukter som fotogen och bensin. I synnerhet kan skrovet på en offshore-transporttanker påverkas av svavelföreningar och sura rester som finns i deras sammansättning.

Vid elektrokemisk korrosion finns det också en effekt av ström. Komplex förstörelse med metallerosion kommer att åtföljas av mekaniskt slitage. Situationen kan kompliceras av det faktum att de yttre påverkan i sig kommer att bestämmas av den naturliga miljöns egenskaper - till exempel kan kemiska reaktioner med elektrolyter ske i havsvatten. Metallkroppen i sig är ett heterogent material i strukturen, vilket leder till närvaron av mikrogalvaniska par. Det är de, tillsammans med metallsektionerna i strukturen, som fungerar som anoder och skapar förutsättningar för korrosionsprocessen.

Orsaker till erosion

I allmänna termer avser erosion mekaniskt slitage, som ett resultat av vilket produkten kan ändras i storlek, form, vikt och andra egenskaper. Vad är orsaken till metallerosion? Fysiska processer av yttre påverkan som minskar styrkan hos mikrovolymer av ytskiktet av en struktur eller en separat del. Dessutom är de agerande medierna inte bara mekaniska faktorer, såsom direkt kontakt med hårda slipmedel.

Dessa kan vara termiska, gas- och kemiskt aktiva medier, och de kan fungera både oberoende och som en extraslitagefaktor. Till exempel bidrar gasflöden till rörelsen av fasta partiklar i kretsen för leverans av arbetsblandningar genom rörledningen, vilket har en indirekt destruktiv effekt på metallytor.

Metoder för att skydda metaller från korrosion

Praxis visar att 80 % av villkoren för att skydda material från korrosion fastställs vid förberedelsestadiet. De återstående 20 % tillhandahålls redan under drift. Ungefär samma förhållande mellan effektiviteten av skyddsåtgärder observeras vid erosion av metaller, när man använder medel för att minimera slitaget på arbetsstycken.

Huvudområdena för korrosionsskydd inkluderar strukturellt, passivt och aktivt. Strukturellt skydd beror på användningen av speciallegeringar baserade på rostfritt stål, cortenstål och icke-järnmetall. Aktiva metoder innebär att ändra materialets struktur med ett dubbelt elektriskt lager - en metod för elektrokemiskt skydd. När det gäller passiva metoder innefattar de användning av speciella beläggningar som förhindrar bildandet av ett frätande element.

Sorter av metallvärmebehandling

En grupp metoder för teknisk bearbetning av metallämnen, som också fokuserar på en strukturell förändring av ytskiktet för att skydda mot korrosionsskador. Följande typer av sådan behandling särskiljs:

• Glödgning. Värmebehandling, där metallen värms upp, följt av gradvis kylning.
• Härdning. PÅstål och deras legeringar kan fungera som målprodukter. Under härdningen omkristalliseras strukturen och efter att materialet hålls vid en kritisk temperatur följer kylning. En icke-jämviktsstruktur bildas i en del som har genomgått sådan bearbetning, vilket är en begränsande faktor vid valet av denna metod.
• Semester. En alternativ metod för värmebehandling av metall i förhållande till härdning, som också kan fungera som ett hjälpsteg för att förändra strukturen. I vilket fall som helst, under genomförandet, avlägsnas alltför stora stålspänningar, vilket leder till en ökning av korrosionsskyddet.
• Normalisering. Bearbetning liknande glödgning. Skillnaden är att vid glödgning sker kylning i en ugn, medan den vid normalisering sker i luft.

Metoder för att skydda metaller från erosion

Huvudinriktningen för att skydda metalliska material från erosion är utvecklingen av speciella beläggningar. I synnerhet ökar metallisering i form av applicering av en korrosionsskyddande legering på arbetsstycket de kemiska och mekaniska egenskaperna hos strukturen. Som ett resultat minskar slitaget och detaljdesignen kan behålla sin tidigare prestanda.

Icke-metalliska slitstarka beläggningar för specifika applikationer utvecklas också. Till exempel är erosion av metaller, som bildas under förhållandena för gnidning av ytor, ofta påträffad i fordonsdelar. För denna typ av skydd används diamantliknande, keramiska och kombinerade föreningar med ökad styrka och hårdhet.

Funktionergaserosionsskydd

I det här fallet ligger tonvikten inte på det mekaniska skyddet av delar, utan på kemisk-fysikalisk isolering. Både speciella sätt att förvara och lagra material, samt speciella smörjmedel som förhindrar metallerosion kan användas. Slitskydd och förebyggande förlitar sig också på värmeisolering.

I den här riktningen används material som rent krom och nairit av märket NT. Nackdelen med krom är att det kännetecknas av bristande seghet och duktilitet. Av denna anledning används det sällan som ett element i strukturell isolering. När det gäller nairit tillverkas gummiblandningar av flytande vätskor på grundval av dessa, genom vilka monolitiska slitstarka tätningar bildas.

Metod för skydd genom termisk sprutning

Detta är en mångsidig skyddsteknik som är lämplig för både korrosionsskydd och mekanisk slitageisolering. Tekniken för dess applicering ligger i det faktum att zinkpartiklar appliceras på delens yta med en gasstråle. Till skillnad från andra metalliseringsmetoder bildar denna metod ett skyddande lager upp till tiotals mikrometer tjockt. På så sätt förhindras erosionsprocesser som sker i noderna på teknisk utrustning, såväl som i transportnät och större oljeledningar.

Slutsats

Processerna med negativ påverkan på metallstrukturer tvingar operativa företag att spenderastora summor för deras underhåll. Samtidigt är de mest effektiva skyddsmedlen som regel dyrare. Däremot kan preliminära studier av produkternas användningsförhållanden för riskerna för rostbildning eller metallerosion minimera sådana kostnader. Faktum är att många tekniska och skyddande egenskaper hos kritiska strukturer fastställs vid valet av legeringar. Genom att legera och introducera modifierande tillsatser vid tillverkningsstadiet är det möjligt att förse den med optimala skyddsegenskaper.