5.5. Защита от коррозии при проектировании оборудования.

Коррозионная стойкость металлоконструкций зависит не только от правильного выбора конструкционного материала. При проектировании оборудования должна учитываться рациональная форма, правильно расположены соединения отдельных элементов, и т.д. Рациональное конструирование заключается в разработке при проектировании мероприятий, устраняющих вредное влияние элементов конструкции на коррозионные процессы. Это: отсутствие неблагоприятных контактов; учет и ослабление механических воздействий; устранение труднодоступных участков и застойных зон; сведение к минимуму числа зазоров; равномерное распределение тепловых потоков и технологической среды; и т.п.

Уменьшение влияния неблагоприятных контактов достигается применением различных изолирующих прокладок (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Изолирующие прокладки и втулки во фланцевом соединении.

Правильный выбор формы элементов конструкций показан на рис.5.7.

а б б

Рис.5.7. Неудачные (а) и рекомендуемые (б) конструкции химической аппаратуры.

Различные конструкции собирают с помощью винтовых, заклепочных или сварных соединений. Металл винтов или заклепок должен иметь потенциал положительнее основного металла, так как при несоблюдении такой полярности наиболее ответственная часть конструкции, обеспечивающая прочность и занимающая малую площадь, оказывается анодом и подвергается коррозионному разрушению. При соединении с помощью заклепок разнородных металлов выбор материала заклепок производят, исходя из конкретных условий эксплуатации конструкции. На рис. 5.8 приведены примеры заклепочных соединений сталей с алюминиевыми сплавами для различных условий эксплуатации. В электролите наиболее рациональным является применение стальных заклепок. В атмосферных условиях используют заклепки из алюминиевых сплавов, для уменьшения контактной коррозии стальной лист - алюминиевая заклепка помещают стальную шайбу или изолятор.

Рис. 5.8. Использование промежуточной шайбы в клепаном соединении алюминиевых и стальных листов: а – в электролите; б – в атмосфере; 1 – сталь; 2 – алюминий; 3 – оцинкованная шайба; 4 – стальная заклепка; 5 – алюминиевая заклепка.

Литература

1. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. Изд-во “Металлургия”, 1968, 408 с.

2. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. Изд-во “Металлургия”, 1976, 472 с.

3. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М., ООО ТИД “Альянс”, 2006, 472 с.

4. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы:- М., Металлургия, 1993, 416 с.

5. Андреев Ю.Я. Коррозия и защита металлов в газах и жидких металлах. Учебн. пособ. –М., МИСиС, 1982, 49 с.

6. Андреев Ю.Я., Васильев В.Ю., Казакевич А.В., Опара Б.К., Пустов Ю.А., Баутин В.А. Учебно-методический комплекс общеуниверситетской дисциплины «Коррозия и защита металлов», М., МИСиС, 2006.

7. Пустов Ю.А., Кошкин Б.В., Кутырев А.Е. Коррозия и защита металлов в водных средах: Практикум.- М., МИСиС, 2005, 102 с.

8. Кошкин Б.В. Сертификация и стандартизация защиты от коррозии: Учебн.-метод. пособие / Под ред. Дуба А.В.- М.: Изд. Дом МИСиС, 2008, 107 с.

9. Пустов Ю.А., Ракоч А.Г., Баутин В.А. Коррозия и защита металлов в газовых средах: Практикум.- М., Изд. Дом МИСиС, 2009, 101 с.

10. Учебно-методический комплекс общеуниверситетской дисциплины

«Коррозия и защита металлов», МИСиС, М., 2006

Приложения.

Таблица 1.

Шкала оценки коррозионной стойкости металлов (по ГОСТ 9.502-82).

Балл	Скорость равномер­ной коррозии, мм/год	Скорость коррозии, (г/м2.час)			Коррозионная стойкость металла	Коррозионная активность системы
		Железо и черные металлы	Медь и медные сплавы	Алюминий и алюми­ниевые сплавы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	До 0,001 Св.0,001 до 0,005 » 0,005 » 0,010 » 0,01 » 0,05 » 0,05 » 0,10 » 0,10 » 0,5 » 0,5 » 1,0 » 1,0 » 5,0 » 5,0 » 10,0 Св. 10,0	До 0,0009 Св.0,0009 до 0,0045 » 0,0045 » 0,0090 » 0,009 » 0,045 » 0,045 » 0,090 » 0,09 » 0,045 » 0,45 » 0,90 » 0,9 » 4,5 » 4,5 » 9,0 Св. 9,0	До 0,001 Св.0,001до 0,005 » 0,005 » 0,010 » 0,01 » 0,05 » 0,05 » 0,10 » 0,10 » 0,5 » 0,5 » 1,0 » 1,0 » 5,0 » 5,0 » 10,0 Св. 10,0	До 0,0003 Св.0,0003 до 0,0015 » 0,0015 » 0,003 » 0,003 » 0,025 » 0,025 » 0,030 » 0,03 » 0,15 » 0,15 » 0,30 » 0,3 » 1,5 » 1,5 » 3,0 Св. 3,0	Полностью устойчивый Повышенная устойчивость То же Устойчивый То же Пониженная То же Слабоустойчивый То же Неустойчивый	Неактивная Низкая Низкая Средняя То же Повышенная То же Высокая То же Очень вы­сокая

Таблица 2.

Приближенные значения равновесных давлений кислорода для различных систем

и активности металла, окисляющегося из сплава.

Металл	Оксид	Активность	(Po2)равн., МПа, при температуре, °С
			400	600	800	1000	1200
Cu	Cu2O	1	4,8∙10-20	3,4∙10-14	1,4∙10-10	4,4∙10-8	-
Cu	Cu2O	0,25	1,2∙10-17	8,7∙10-12	3,6∙10-08	1,1∙10-5	-
Cu	Cu2O	0,01	4,8∙10-12	3,4∙10-06	1,4∙10-2	4,4	-
Ni	NiO	1	1,7∙10-29	9,1∙10-21	2,7∙10-15	1,5∙10-11	8,4∙10-9
Ni	NiO	0,75	3,0∙10-29	1,6∙10-20	4,8∙10-15	2,7∙10-11	1,5∙10-8
Ni	NiO	0,25	4,8∙10-29	2,6∙10-20	7,7∙10-15	4,3∙10-11	2,4∙10-8
Ni	NiO	0,1	3,0∙10-27	1,6∙10-18	7,8∙10-13	2,7∙10-9	1,5∙10-6
Fe	FeO	1	-	2,4∙10-26	2,7∙10-20	2,7∙10-16	2,1∙10-13
Fe	FeO	0,83	-	3,5∙10-26	2,2∙10-20	2,2∙10-16	1,7∙10-13
Fe	FeO	0,75	-	4,3∙10-26	2,7∙10-20	2,7∙10-16	2,1∙10-13
Fe	FeO	0,001	-	2,4∙10-20	2,7∙10-14	2,7∙10-10	2,1∙10-7
Fe	FeO	5,0∙10-4	-	9,6∙10-20	6,0∙10-14	1,8∙10-9	1,7∙10-6
Cr	Cr2O3	1	7,9∙10-21	1,7∙10-37	3,8∙10-29	2,1∙10-23	3,1∙10-19
Cr	Cr2O3	0,25	5,0∙10-50	1,1∙10-36	2,4∙10-28	1,3∙10-22	2,0∙10-18
Cr	Cr2O3	0,15	9,8∙10-50	2,1∙10-36	4,8∙10-28	2,6∙10-22	3,9∙10-18
Cr	Cr2O3	4,2∙10-5	5,4∙10-45	1,2∙10-31	2,6∙10-23	1,4∙10-17	2,1∙10-13

* Выделенные термины и определения даны по национальным ГОСТам системы ЕСЗКС и др.

ГОСТ 5272-68. Коррозия металлов. Термины.

1 Подробнее – см. литература 7, 9.

3