12.6. Эффективность защиты металлов от коррозии
Стойкость к воздействиям коррозии обеспечивается путём сочетания нескольких факторов: созданиемопределённойокружающейсреды,подбором материалов,покрытийиконтактных пар,созданием катодной защиты.
К факторам, отрицательно влияющим на коррозионную стойкость металлов и сплавов, относятся следующие:
загрязнённость металла примесями серы и фосфора, наличие в твёрдом растворе газов (кислород, азот, водород);
неоднородность химического состава (ликвация);
неблагоприятный фазовый состав неметаллических включений, их форма и наличие скоплений;
неправильно выбранная схема легирования;
неблагоприятная микроструктура, провоцирующая возникновение и развитие коррозионного поражения.
Начинать борьбу с коррозионным поражением металлических изделий нужно с самого первого момента - с процесса выплавки металла.
Изменением химического составастали путём введения 13% (и больше) никеля или хрома можно получить нержавеющие стали (12Х13, 20Х13, 10Х18Н9Т, 10Х18Н10Т и др.).
Повышением химической чистотысплава, металла тоже можно значительно повысить его сопротивляемость коррозии. Этим обычно пользуются при получении алюминия, меди, золота, серебра, платины высоких проб (99,999). В других случаях очистка сплава до очень высоких значений становится очень дорогой и невыгодной, а присутствие не удалённых примесей даже в малом количестве существенно снижает эффект проведённой очистки.
Применение некоторых приёмов технологии выплавки сталейпозволяет существенно повысить их сопротивляемость коррозии. Для этих целей применяются внепечная обработка жидкой стали;
микролегирование ванадием, ниобием, титаном и алюминием;
микролегирование элементами, подавляющими жизнедеятельность сульфатвосстанавливающих бактерий, чем исключается проявление активности сероводорода и углекислоты;
комплексное легирование для ограничения содержания марганца до 1%;
специальная термообработка, обеспечивающая создание мелкодисперсной (9-12 баллы зерна) феррито-перлитной структуры с округлой формой карбидов.
При конструировании и изготовлении деталей машин и механизмов большую положительную роль в защите от коррозионного поражения играетрациональное конструирование изделий, о чём шла речь раньше.
При изготовлении конкретных деталей механизмов и машин всегда следует применять защитно-декоративные покрытия. Покрытия различаются наметаллические(анодные и катодные),неметаллические (неорганические и органические) иоксидные. Как следует из названия, покрытия не только защищают поверхности изделия от воздействий окружающей среды, но и придают приборам, машинам, механизмам красивый внешний вид. В ряде случаев покрытия выполняют сигнальные функции: красный цвет предупреждает о наличии высокой температуры или о необходимости использования при чрезвычайных обстоятельствах, синий – об охлаждении поверхностей и т.д.
Важной проблемой является защита от коррозии резервуаров и трубопроводов, предназначенных для хранения и транспортирования нефтепродуктов. Внутренняя поверхность трубопровода подвергается воздействию воды, абразивных частиц (песок, глинистые вещества, продукты коррозии металла), коррозионно-активных элементов (вода, сероводород, хлор и др.), входящих в состав транспортируемых продуктов. Снаружи на трубопровод воздействуют различные вещества, содержащиеся в грунте, и вода, в которой могут быть растворены разные соли, коррозионно-активные вещества. Интенсификации протекания коррозии трубопровода могут способствовать вихревые (блуждающие) токи от проходящих рядом электрических кабелей и работы электрифицированного транспорта. Поэтому для трубопроводов приходится применять одновременно разные методы защиты от коррозионного поражения (плёночные покрытия, мастики, катодную защиту и пр.), которые в совокупности обеспечивают достижение положительных результатов по предотвращению или замедлению коррозионного разрушения.
Важную роль для предотвращения коррозионного поражения играют условия внешней среды по температуре и влажности, по её коррозионной активности. Так, высокая долговечность и исправность эксплуатации огромного множества приборов, машин и механизмов, установленных в крытых и отапливаемых помещениях с нормальными значениями температуры (20±2оС) и влажности (65±5%), обеспечиваются именно благодаря наличию таких условий.
Для временной защитыизделий от воздействий влаги, например при транспортировании и хранении, их запаивают в полиэтиленовые пакеты, а внутрь пакетов помещаютмешочки с влагопоглотителем, например ссиликагелем. Силикагель способен поглощать влагу, масса которой доходит до 30% его собственной массы. Поглощённая силикагелем влага удерживается в связанном состоянии, а первоначальные свойства влагопоглотителю могут быть возвращены после выдерживания его при высокой температуре в сушильном шкафу.
Применением ингибиторов, вводимых непосредственно в обрабатываемую скважину или трубопровод, можно защищать внутреннюю поверхность труб от коррозии в присутствии сероводородных бактерий.