Διάβρωση και διάβρωση μετάλλων: αιτίες και μέθοδοι προστασίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Χημικές, μηχανικές και ηλεκτρικές εξωτερικές επιδράσεις συμβαίνουν συχνά σε περιβάλλοντα λειτουργίας μεταλλικών προϊόντων. Ως αποτέλεσμα, με ακατάλληλη συντήρηση τέτοιων στοιχείων, καθώς και με παράβλεψη των προτύπων ασφαλείας, ενδέχεται να υπάρχουν κίνδυνοι παραμόρφωσης και ζημιάς σε κατασκευές και μέρη. Αυτό οφείλεται στις αναδυόμενες διεργασίες διάβρωσης και διάβρωσης των μετάλλων, οι οποίες μακροπρόθεσμα συμβάλλουν στην πλήρη καταστροφή της δομής του προϊόντος.

Γιατί εμφανίζεται η σκουριά

Σε μια διαβρωτική αντίδραση, οι συνθήκες για τη δομική καταστροφή μεταλλικών προϊόντων δημιουργούνται από την επαφή με χημικά και ηλεκτροχημικά μέσα. Στην πρώτη περίπτωση, το υλικό έρχεται σε επαφή με προϊόντα πετρελαίου, άνθρακα, αλάτι και άλλα ορυκτά. Το ηλεκτρικό ρεύμα δεν εμπλέκεται σε αυτή την περίπτωση. Το κύριο μέσο λειτουργίας μπορεί να είναι ένα ξηρό αέριο ή ένα μη αγώγιμο υγρό. Οι ελαφριές ποικιλίες έχουν τη μεγαλύτερη καταστροφική επίδραση.προϊόντα πετρελαίου όπως η κηροζίνη και η βενζίνη. Συγκεκριμένα, το κύτος ενός δεξαμενόπλοιου υπεράκτιων μεταφορών μπορεί να επηρεαστεί από ενώσεις θείου και όξινα υπολείμματα που υπάρχουν στη σύνθεσή τους.

Στην ηλεκτροχημική διάβρωση, υπάρχει επίσης επίδραση του ρεύματος. Η σύνθετη καταστροφή με διάβρωση μετάλλων θα συνοδεύεται από μηχανική φθορά. Η κατάσταση μπορεί να περιπλέκεται από το γεγονός ότι οι ίδιες οι εξωτερικές επιρροές θα καθοριστούν από τα χαρακτηριστικά του φυσικού περιβάλλοντος - για παράδειγμα, χημικές αντιδράσεις με ηλεκτρολύτες μπορούν να πραγματοποιηθούν στο θαλασσινό νερό. Το ίδιο το μεταλλικό σώμα είναι ένα ετερογενές υλικό στη δομή, το οποίο οδηγεί στην παρουσία μικρογαλβανικών ζευγών. Είναι αυτά, μαζί με τα μεταλλικά τμήματα της κατασκευής, που λειτουργούν ως άνοδοι, δημιουργώντας συνθήκες για τη διαδικασία διάβρωσης.

Αιτίες διάβρωσης

Γενικά, η διάβρωση αναφέρεται στη μηχανική φθορά, ως αποτέλεσμα της οποίας το προϊόν μπορεί να αλλάξει σε μέγεθος, σχήμα, βάρος και άλλα χαρακτηριστικά. Ποια είναι η αιτία της διάβρωσης των μετάλλων; Φυσικές διεργασίες εξωτερικής επιρροής που μειώνουν την αντοχή των μικροόγκων του επιφανειακού στρώματος μιας δομής ή ενός ξεχωριστού τμήματος. Επιπλέον, τα μέσα δράσης δεν είναι μόνο μηχανικοί παράγοντες, όπως η άμεση επαφή με σκληρά λειαντικά.

Αυτά μπορεί να είναι θερμικά, αέρια και χημικά ενεργά μέσα και μπορούν να δρουν τόσο ανεξάρτητα όσο και ως πρόσθεταπαράγοντας φθοράς. Για παράδειγμα, οι ροές αερίων συμβάλλουν στην κίνηση των στερεών σωματιδίων στο κύκλωμα για την παροχή μιγμάτων εργασίας μέσω του αγωγού, η οποία έχει έμμεση καταστροφική επίδραση στις μεταλλικές επιφάνειες.

Μέθοδοι για την προστασία μετάλλων από τη διάβρωση

Η πρακτική δείχνει ότι το 80% των συνθηκών για την προστασία των υλικών από τη διάβρωση ορίζονται στο στάδιο της προετοιμασίας της επιφάνειας. Το υπόλοιπο 20% παρέχεται ήδη κατά τη λειτουργία. Περίπου η ίδια αναλογία αποτελεσματικότητας των προστατευτικών μέτρων παρατηρείται στη διάβρωση των μετάλλων, όταν χρησιμοποιούνται τα μέσα ελαχιστοποίησης της φθοράς των τεμαχίων.

Οι κύριοι τομείς αντιδιαβρωτικής προστασίας περιλαμβάνουν τη δομική, την παθητική και την ενεργητική. Η δομική προστασία οφείλεται στη χρήση ειδικών κραμάτων με βάση τον ανοξείδωτο χάλυβα, τον χάλυβα Corten και το μη σιδηρούχο μέταλλο. Οι ενεργές μέθοδοι περιλαμβάνουν την αλλαγή της δομής του υλικού με ένα διπλό ηλεκτρικό στρώμα - μια μέθοδο ηλεκτροχημικής προστασίας. Όσον αφορά τις παθητικές μεθόδους, αυτές περιλαμβάνουν τη χρήση ειδικών επιστρώσεων που εμποδίζουν το σχηματισμό διαβρωτικού στοιχείου.

Ποικιλίες θερμικής επεξεργασίας μετάλλων

Μια ομάδα μεθόδων για την τεχνολογική επεξεργασία μεταλλικών ακατέργαστων τεμαχίων, η οποία εστιάζει επίσης σε μια δομική αλλαγή στο επιφανειακό στρώμα για προστασία από τη διάβρωση. Διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι τέτοιας επεξεργασίας:

• Όπτηση. Θερμική επεξεργασία, κατά την οποία το μέταλλο θερμαίνεται, ακολουθούμενη από σταδιακή ψύξη.
• Σκληρότητα. ΣΤΟοι χάλυβες και τα κράματά τους μπορούν να χρησιμεύσουν ως προϊόντα-στόχοι. Κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης, η δομή ανακρυσταλλώνεται και αφού συγκρατηθεί το υλικό σε κρίσιμη θερμοκρασία, ακολουθεί ψύξη. Μια δομή μη ισορροπίας σχηματίζεται σε ένα τμήμα που έχει υποστεί τέτοια επεξεργασία, η οποία αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για την επιλογή αυτής της μεθόδου.
• Διακοπές. Μια εναλλακτική μέθοδος θερμικής επεξεργασίας μετάλλου σε σχέση με τη σκλήρυνση, η οποία μπορεί να λειτουργήσει και ως βοηθητικό βήμα στην αλλαγή της δομής. Σε κάθε περίπτωση, κατά την εφαρμογή του αφαιρούνται οι υπερβολικές τάσεις από χάλυβα, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση των αντιδιαβρωτικών ιδιοτήτων.
• Ομαλοποίηση. Επεξεργασία παρόμοια με την ανόπτηση. Η διαφορά είναι ότι κατά την ανόπτηση, η ψύξη λαμβάνει χώρα σε φούρνο, ενώ κατά την κανονικοποίηση, στον αέρα.

Μέθοδοι για την προστασία μετάλλων από τη διάβρωση

Η κύρια κατεύθυνση στην προστασία των μεταλλικών υλικών από τη διάβρωση είναι η ανάπτυξη ειδικών επιστρώσεων. Ειδικότερα, η επιμετάλλωση με τη μορφή εφαρμογής ενός αντιδιαβρωτικού κράματος στο τεμάχιο εργασίας αυξάνει τις χημικές και μηχανικές ιδιότητες της δομής. Ως αποτέλεσμα, η φθορά μειώνεται και ο σχεδιασμός του εξαρτήματος μπορεί να διατηρήσει την προηγούμενη απόδοσή του.

Μη μεταλλικές επιστρώσεις ανθεκτικές στη φθορά για συγκεκριμένες εφαρμογές αναπτύσσονται επίσης. Για παράδειγμα, η διάβρωση των μετάλλων, που σχηματίζεται στις συνθήκες τριβής των επιφανειών, εντοπίζεται συχνά στα μέρη του οχήματος. Για αυτό το είδος προστασίας, χρησιμοποιούνται ρομβοειδείς, κεραμικές και συνδυασμένες ενώσεις με αυξημένη αντοχή και σκληρότητα.

Δυνατότητεςπροστασία από τη διάβρωση αερίου

Σε αυτή την περίπτωση δεν δίνεται έμφαση στη μηχανική προστασία των εξαρτημάτων, αλλά στη χημική-φυσική μόνωση. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο ειδικοί τρόποι διατήρησης και αποθήκευσης υλικών, όσο και ειδικά λιπαντικά που αποτρέπουν τη διάβρωση του μετάλλου. Η προστασία από τη χρήση και η πρόληψη βασίζονται επίσης στη θερμομόνωση.

Σε αυτήν την κατεύθυνση, χρησιμοποιούνται υλικά όπως το καθαρό χρώμιο και ο ναϊρίτης μάρκας NT. Το μειονέκτημα του χρωμίου είναι ότι χαρακτηρίζεται από έλλειψη σκληρότητας και ολκιμότητας. Για το λόγο αυτό, σπάνια χρησιμοποιείται ως στοιχείο δομικής μόνωσης. Όσον αφορά τον ναϊρίτη, στη βάση του κατασκευάζονται υγρά μίγματα κόμμεως, μέσω των οποίων σχηματίζονται μονολιθικές σφραγίσεις ανθεκτικές στη φθορά.

Μέθοδος προστασίας με θερμικό ψεκασμό

Πρόκειται για μια ευέλικτη τεχνολογία προστασίας που είναι κατάλληλη τόσο για πρόληψη διάβρωσης όσο και για μηχανική απομόνωση φθοράς. Η τεχνική της εφαρμογής του έγκειται στο γεγονός ότι τα σωματίδια ψευδαργύρου εφαρμόζονται στην επιφάνεια του εξαρτήματος με πίδακα αερίου. Σε αντίθεση με άλλες μεθόδους επιμετάλλωσης, αυτή η μέθοδος σχηματίζει ένα προστατευτικό στρώμα πάχους έως δεκάδων μικρομέτρων. Έτσι, αποτρέπονται διεργασίες διάβρωσης που συμβαίνουν στους κόμβους του μηχανολογικού εξοπλισμού, καθώς και στα δίκτυα μεταφορών και σε μεγάλους αγωγούς πετρελαίου.

Συμπέρασμα

Οι διαδικασίες αρνητικών επιπτώσεων στις μεταλλικές κατασκευές αναγκάζουν τις επιχειρήσεις που λειτουργούν να ξοδεύουνμεγάλα ποσά για τη συντήρησή τους. Ταυτόχρονα, τα πιο αποτελεσματικά μέσα προστασίας, κατά κανόνα, είναι πιο ακριβά. Από την άλλη πλευρά, οι προκαταρκτικές μελέτες των συνθηκών χρήσης των προϊόντων για τους κινδύνους σχηματισμού σκουριάς ή διάβρωσης μετάλλων μπορούν να ελαχιστοποιήσουν το κόστος αυτό. Το γεγονός είναι ότι πολλές τεχνικές και προστατευτικές ιδιότητες των κρίσιμων κατασκευών καθορίζονται στο στάδιο της επιλογής του κράματος. Με το κράμα και την εισαγωγή τροποποιητικών πρόσθετων στο στάδιο της κατασκευής του εξαρτήματος, είναι δυνατό να του παρέχουμε βέλτιστες προστατευτικές ιδιότητες.