- •Министерство образования Российской Федерации Пензенский государственный университет
- •Г. Н. Мальцева
- •Коррозия и защита оборудования от коррозии
- •Учебное пособие
- •Пенза 2001
- •Введение
- •1 Классификация процессов коррозии
- •2 Электрохимическая коррозия
- •2.L Возникновение электродного потенциала
- •Равновесные и неравновесные электродныепотенциалы
- •Строение двойного электрическогослоя
- •2.4. Потенциал нулевого заряда
- •Термодинамика коррозионных электрохимическихпроцессов
- •Коррозионные гальванические элементы и электродныереакции
- •Диаграмма состояния системы металл –вода
- •Механизм растворенияметаллов
- •Поляризация электродныхпроцессов
- •Анодный процесс электрохимической коррозии и пассивностьметаллов
- •Катодный процесс электрохимической коррозииметаллов
- •Расчет скорости электрохимической коррозии
- •Термодинамика и эдс коррозионногопроцесса
- •Графический расчет скорости коррозионногопроцесса
- •Контролирующий процесс коррозииметаллов
- •Показатели электрохимической коррозииметаллов
- •Влияние различных факторов на скорость электрохимическойкоррозии
- •Внутренние факторыкоррозии
- •Внешние факторыкоррозии
- •Влияние кислотности среды
- •Влияние конструктивных особенностей аппаратов на коррозионныйпроцесс
- •Влияние механических факторов на коррозионныйпроцесс
- •Коррозия металлов в различныхусловиях
- •Атмосфернаякоррозия
- •Подземнаякоррозия
- •Морскаякоррозия
- •Коррозия в расплавленныхсолях
- •Биохимическаякоррозия
- •Локальнаякоррозия
- •Межкристаллитнаякоррозия
- •Точечная (питтинговая)коррозия
- •Контактнаякоррозия
- •Щелеваякоррозия
- •Химическаякоррозия
- •Газоваякоррозия
- •Химическая коррозия внеэлектролитах
- •Классификация методов защиты конструкций откоррозии
- •Коррозионностойкие и жаростойкие конструкционныематериалы
- •Характеристика коррозионной стойкостиметаллов
- •Коррозионностойкое легированиеметаллов
- •Жаростойкое легированиеметаллов
- •Классификация коррозионноустойчивыхсплавов
- •Коррозионностойкие сплавы на основежелеза
- •Коррозионная стойкость медныхсплавов
- •Коррозионная стойкость алюминиевыхсплавов
- •Поведение металов и сплавов в агрессивных химическихсре-
- •Неметаллические конструкционные материал. Процессыста- рения
- •Металлические защитныепокрытия
- •Классификация металлическихпокрытий
- •Гальваническиепокрытия
- •Диффузионные, горячие, металлизационные и плакированныепокрытия
- •Неметаллические защитныепокрытия
- •Лакокрасочныепокрытия
- •Оксидные и фосфатные защитныепленки
- •Эмалевыепокрытия
- •Покрытия смолами, полимерами ирезиной
- •Защита металлов от коррозии уменьшением агрессивности коррозионнойсреды
- •Обработка коррозионнойсреды
- •Ингибиторыкоррозии
- •13 Электрохимическая защита
- •Классификация защиты подземныхсооружений
- •Электродренажнаязащита
- •Протекторнаязащита
- •Катодная и анодная защита внешнимтоком
- •14. Методы исследования и контроля коррозионных процессов
- •Классификация методов коррозионныхисследований
- •Критерии оценки коррозионныхэффектов
- •Методы коррозионныхиспытаний
- •Мониторинг коррозионныхпроцессов
Эмалевыепокрытия
Эмаль представляет собой стекловидную массу, жаростойкую, устой- чивую во всех органических и минеральных кислотах, за исключением фто- ристоводородной кислоты и ее солей. Этот вид покрытия распространен в производстве аппаратов для химической промышленности и изделий до- машнего обихода.
Эмаль состоит из стеклообразующих и вспомогательных компонентов. Стеклообразующими материалами являются диоксид кремния в виде квар- цитов или речного песка, борный ангидрид, оксиды свинца, цинка, алюми- ния. К вспомогательным материалам относятся: окислители (нитраты натрия или калия, оксид марганца), оксиды, способствующие лучшему сцеплению эмали с металлом (оксиды натрия и никеля), глушители (фторид кальция, криолит), красящие вещества, приводящие эмаль в непрозрачное состояние (сульфид кадмия, оксиды кальция, алюминия, хрома и др.).
Высокая химическая стойкость эмалей обусловлена присутствием бу- ры и кремнезема, термостойкость обеспечивается близостью температурных коэффициентов линейного расширения покрытия и металла.
В химически агрессивной среде применяют покрытия кислотоупорной эмалью с содержанием диоксида кремния до 60% или щелочеупорной эма- лью с содержанием 50………60% диоксида титана.
В таблице приведен примерный состав кислотоупорной эмали.
Наименование компонентов |
Содержание, % |
Наименование компонентов |
Содержание, % |
SiO2 |
67,0 |
K2O |
4,0 |
Al2O3 |
9,3 |
B2O3 |
2,1 |
Na2O |
10,2 |
BaO |
2,0 |
CaO |
5,1 |
MgO |
0,3 |
Эмалевую суспензию наносят на очищенную поверхность изделия по- гружением в расплав или пульверизацией. Затем производят сушку покры- тия и обжиг слоя эмали в муфельных или электрических печах при темпера- туре 8801050С.
Покрытия смолами, полимерами ирезиной
Пластмассы, смолы и резины обладают высокой коррозионной стой- костью во многих агрессивных средах, поэтому они нашли применение в химической промышленности. Для защиты изделий от коррозии используют фенолформальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические, полихлорвини- ловые смолы, асфальтобитумные и резиновые покрытия.
Лаки на основе фенолформальдегидных смол, называемые бакелито- выми лаками, стойки по отношению к большинству агрессивных сред. Баке- литовые покрытия выдерживают температуру до 100С. Разрушаются под действием окислителей, некоторых органических соединений и щелочей. Ба- келитовыми лаками в хлорном производстве покрывают железные паропо- догреватели, роторы вентиляторов и др. Бакелитовый лак наносят на поверх- ность в 45 слоев, при этом каждый слой сушат при температуре 160170С. В результате термической обработки происходит полимеризация лака, т.е. переход в неплавкое и нерастворимое состояние. К недостаткам бакелитовых
покрытий следует отнести их хрупкость и малуюсопротивляемость ударам.Для защиты металлических сооружений от подземной коррозии широко ис-пользуют битумно-пековые композиции. Они стойки по отношению к воде,растворам солей, кислотам, щелочам и др. Высокаяхимическаястойкостьбитумов связана с присутствием в их составе высокомолекулярных соедине-ний, практически не взаимодействующих с большинством агрессивных сред.
Высокой химической и термической стойкостью обладают кремнийор- ганические (силиконовые) смолы – органические соединения, в цепях кото- рых кислород частично замещен кремнием. Лаки, приготовленные на основе кремнийорганических соединений, могут длительное время подвергаться воздействию температуры свыше 200С, не изменяя внешнего вида и не ста- новясь хрупкими. Силиконовая пленка, нанесенная на изделие, делает его поверхность водоотталкивающей, она характеризуется высокими диэлектри- ческими свойствами.
Для защиты от коррозии в химической и других отраслях промышлен- ности используют листовой футеровочный материал (винипласт, пластикат, фаолит, полиэтилен, резину и др.).
Пластикат и винипластполучают при переработке полихлорвинило- вых смол. Пластикат изготавливают в виде мягких листов или лент, при- меняемых для обшивки химических аппаратов. Полихлорвинил стоек в раз- бавленных серной, азотной, плавиковой, фосфорной, соляной кислотах и в разбавленных щелочах. Винипласт получают прессованием полихлорвини- ловой смолы при температуре 65С в виде труб, листов и фасованных изде- лий. Винипласт хорошо сваривается с помощью струи горячего воздуха.
Среди футеровочных материалов резина занимает особое место бла- годаря высокой эластичности, большому сопротивлению к истиранию, спо- собности гасить колебания. Резина обладает высокой химической стойко- стью в ряде агрессивных сред. Обкладку (футеровку) резиной химической аппаратуры называют гуммированием. Гуммированию подвергают электро- лизные ванны, емкости для хранения растворов кислот и солей, насосы, вен- тиляторы, змеевики, мешалки и т. д.
Физические свойства резины во многом зависят от количества введен- ной в нее серы. Мягкая резина получается при содержании серы 34%. При более высоком содержании серы резина становится менее эластичной, а при содержании серы свыше 15% образуется твердая резина – эбонит. Эбонит хрупок, а по своей химической стойкости превосходит мягкую резину.
Гуммирование проводят по предварительно очищенной поверхности путем накладывания листов мягкой резины на стальную поверхность с нане- сенным слоем клея. Изделие вместе с порошком серы помещают вспециаль-
ные котлы, где при температуре 143С и давлении 3 атм в течение 410 ч происходит вулканизация резины.
