3.4.2. Методы нанесения металлических покрытий 65

3.5 Защита от коррозии полимерными покрытиями и красками

Органические покрытия и перспективы их применения для антикоррозионной защиты 70

3.6. Тонкослойные хим. покрытия. Фосфатные и оксидные защитные пленки.........74

3.6.1. Фосфатирование 3.6.2. Оксидирование 3.6.3. Пассивирование

3.6.4. Анодирование

Раздел 4. Коррозионная стойкость сплавов................................77

4.1. Коррозия сплавов на основе железа .............................................................................77 4.1.1. Коррозия углеродистых сталей.....................................................................79

4.1.2. Коррозионная стойкость легированных сталей........................................80 4.1.3 Коррозионная стойкость легированных чугунов......................................................82 4.5. Коррозия цветных металлов и сплавов на их основе..................................................84

4.5.1. Алюминий и его сплавы

4.5.2. Медь и ее сплавы

4.5.3. Титан и его сплавы

Формы отчетов для лаб работ……………………………………………………………….88

Коррозия и защита металлов от коррозии Введение

1. Что такое коррозия?

Термин «коррозия» происходит от латинского слова « соггоdеге», что означает «пожирать, изгладывать» Коррозия — разрушение металлов в результате химической или электрохимической реакции приводящее к изменениям в свойствах материала. Результатом является «коррозионный эффект», обычно вредный.: порча материалов, загрязнение окружающей среды продуктами коррозии и нарушения функций системы, физико-хим. составными частями которой являются и материал и окружающая среда.

Разрушение (порча), происходящее по физическим причинам, не называется коррозией и известно как эрозия, истирание или износ. В некоторых случаях химическое воздействие сопровождается физическим разрушением и называется коррозионной эрозией, коррозионным износом или фреттинг-коррозией Это определение не распространяется на неметаллические материалы. Термин «коррозия» относится только к химическому воздействию на металлы. Ржавлением называется коррозия железа и его сплавов с образованием продуктов коррозии, состоящих в основном из гидратированных оксидов железа. Цветные металлы, следовательно, корродируют, но не ржавеют.

2. Коррозионная проблема _ Значение коррозионных исследований определяется 4 аспектами.

1. Первый из них — экономический — имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии трубопроводов, резервуаров (котлов), деталей машин, судов, мостов, морских конструкций и т. д. ',

2.Второй аспект — повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями ( например сосуды высокого давления, паровые котлы, металлические контейнеры для токсичных материалов, лопасти и роторы турбин, мосты, детали самолетов и автономные автоматизированные механизмы. Надежность является важнейшим условием при разработке оборудования АЭС и систем захоронения радиоактивных отходов.

3. Третьим аспектом является сохранность металлического фонда. Мировые ресурсы металла ограничены, а потери металла в результате коррозии ведут, кроме того, к дополнительным затратам энергии и воды.

4. Ущерб окружающей среде.

Экономический фактор является главной движущей силой большинства

прикладных коррозионных исследований. Затраты на возмещение коррозионных потерь в военной технике, коммунальном хозяйстве исчисляются миллиардами долларов в год.

Различают прямые и косвенные коррозионные потери. Под прямыми потерями понимают стоимость замены(с учетом трудозатрат) прокорродировавших конструкций и машин или их частей, таких как трубы, конденсаторы, глушители, трубопроводы, металлические покрытия. Другими примерами прямых потерь, могут служить затраты на перекраску конструкций; для предотвращения ржавления или эксплуатационные затраты, связанные с катодной защитой трубопроводов. А необходимость ежегодной замены нескольких миллионов бытовых раковин, выходящих из строя в результате коррозии, или миллионов прокорро-дировавших автомобильных глушителей? Прямые потери включают добавочные расходы, связанные с использованием коррозионно-стойких металлов и сплавов вместо углеродистой стали, даже когда она обладает требуемыми механическими свойствами, но не имеет достаточной коррозионной устойчивости. Сюда относятся также стоимость нанесения защитных металлических покрытий; стоимость ингибиторов коррозии, затраты на кондиционирование воздуха складских помещений для хранения металлического оборудования.

Подсчитано, что применение соли для борьбы с обледенением дорог и мостов приводит к прямым коррозионным потерям на сумму около 2 млрд.долларов в год в связи с коррозией автомобильных двигателей и около 0,5 млн.долларов в год на дополнительный ремонт дорог и мостов . Общая сумма прямых коррозионных потерь в США по минимальной оценке составляет около 70 млрд. долларов в год, т. е. 4,2 % валового национального продукта . Подсчитано, что около 15 % этих потерь можно избежать, своевременно используя постоянно совершенствуемые средства противокоррозионной защиты . Известны также коррозионные потери в Австралии , Великобритании , Японии и других странах. В каждой из них эти потери составляют около 3—4 % валового национального продукта.

Гораздо труднее поддаются подсчету косвенные потери ,но даже по приближенной оценке они исчисляются миллиардами долларов .

Простои. Замена прокорродировавшей трубы нефтеперегонной установки стоит несколько сотен долларов, но недовыработка продукции за время простоя может принести убыток до 20 000 долларов в час Замена поврежденного коррозией котла или конденсатора на крупной электростанции может привести к недовыработке электроэнергии на 50 000 долларов в день Общая стоимость недовыработки электроэнергии в США из-за коррозионных простоев составляет десятки миллионов долларов в год .

Потеря готовой продукции. В межремонтный период происходят утечки нефти, газа и воды вследствие коррозионных повреждений соответствующих систем; коррозия автомобильного радиатора ведет к потере антифриза, а утечка газа из поврежденной трубы может привести к взрыву

Потеря мощности. Из-за отложения продуктов коррозии ухудшается

теплопроводность поверхностей теплообмена. Уменьшение проходных сечений

трубопроводов из-за отложения ржавчины требует повышения мощности

насосов! Подсчитано, что в США увеличение мощности насосов

водопроводных систем обходится в миллионы долларов в год .

В автомобильных двигателях внутреннего сгорания, где поршневые кольца

и стенки цилиндров постоянно корродируют под действием газообразных

продуктов сгорания и конденсатов, потери от увеличения потребления бензина

и масла сравнимы с потерями от механического износа, а иногда и превышают их. Потенциальные потери этого типа в системах преобразования энергии оцениваются в несколько миллиардов долларов в год .

Загрязнение продукции. Небольшое количество меди, поступившее в систему

в результате коррозии медного трубопровода или латунного оборудования,

может испортить целую партию мыла. Соли меди ускоряют старение и

порчу мыла и тем самым укорачивают срок его хранения Следы металлов

могут изменять цвет красителей. Свинцовое оборудование не может быть использовано для приготовления и хранения пищевых продуктов из-за токсичности солей свинца. Мягкая вода, проходящая по свинцовым трубопроводам, небезопасна для питья.

К этой же группе потерь относится порча продуктов питания из-за ржавления

металлических емкостей. Один из заводов, консервирующих фрукты и овощи, терпел убытки около миллиона долларов в год до тех пор, пока не были выявлены и устранены металлургические факторы, приводившие к локальной коррозии. Другая компания, ие пользующаяся металлические крышки на стеклянных консервных банках, теряла 0,5 млн. долларов в год из-за точечной коррозии крышек, что приводило к бактериальному заражению продукции.

5. Допуски на коррозию. Этот фактор является обычным при проектировании реакторов паровых котлов, конденсаторов, насосов, подземных трубопроводов, резервуаров для воды и морских конструкций. В тех случаях, когда скорости коррозии неизвестны, а методы борьбы с коррозией неясны, задача оптимального проектирования значительно усложняется Надежные данные о скорости коррозии позволяют более точно оценить срок эксплуатации оборудования и упрощают его проектирование. Типичным примером допусков на коррозию может служить выбор толщины стенок подземных нефтепроводов. Расчетная толщина стенки трубопровода диаметром 200 мм и длиной 362 км составляет 8,18 мм, с учетом коррозии. А применение соответствующей защиты от коррозии позволяет снизить эту величину до 6,35 мм, что приводит к экономии 3700 т стали и увеличению полезного объема трубопровода на 5 %