Что такое атмосферная коррозия

Коррозия алюминия: как защитить от электрохимического ржавения в морской воде или остановить ее скорость, чем покрыть металл и его стойкость

Климатические факторы и степень загрязненности атмосферы действуют совместно.

Например, повешенная загрязненность воздуха может снижать критическую величину относительной влажности воздуха, при которой начинает развиваться коррозия.

Параметры атмосферной коррозии

Сопротивление алюминия и его сплавов атмосферной коррозии зависит:

от климатических условий, в которых они находятся:

• влажности;
• продолжительности и интенсивности дождей;
• температуры;
• количества солнечных дней в году;

от степени загрязнения воздуха, то есть концентрации:

• диоксида серы (SO2);
• оксидов азота (NOx);
• количества и химического состава пыли.

Эти факторы могут также давать противоположные результаты: дождь повышает влажность воздуха, но также смывает пыль и продукты коррозии, что может снижать скорость коррозии

Относительная влажность

Скорость атмосферной коррозии зависит от относительной влажности воздуха, а не просто от количества или интенсивности дождей в данной местности. Дождь является одним, но не единственным фактором, от которого зависит относительная влажность воздуха.

Уровень относительной влажности – это отношение между фактическим давлением водяного пара и максимальным давлением водяного пара при данной температуре. Это отношение выражается в процентах.

При нормальной комнатной температуре воздух считается:

• сухим, если относительная влажность составляет не более 30 %;
• нормальным, если относительная влажность находится в пределах от 50 до 60 %;
• влажным, если относительная влажность выше 80 %;
• насыщенным влагой, если относительная влажность около 100 %.

В пустынях и засушливых зонах уровень относительной влажности редко превышает 10-20 %, тогда как в умеренном климате он находится в основном между 40 и 60 %. Во время ливня она может достигать 90-95 %, а во время тропических дождей приближаться к 100 % [2].

Точка росы

Точкой росы называется температура, при которой будет начинаться конденсация влаги. Для данного уровня относительной влажности это та температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы он стал насыщенным влагой, и началось ее выпадение на ближайших поверхностях.

Длительность увлажнения и сульфатный электролит

Коррозия металлов на открытом воздухе зависит от так называемой длительности увлажнения и химического состава поверхностных электролитов.

Длительностью увлажнения называется период, в течение которого на поверхности металла достаточно влаги для возникновения коррозии.

Длительность увлажнения обычно определяют, как время, в течение которого относительная влажность воздуха превышает 80 % и, в тоже время, температура на поверхности металла составляет выше 0 ºС. При этих условиях на поверхности металла может возникать конденсация влаги.

Критическая относительная влажность

Атмосферная коррозия металлов, в том числе, алюминия, происходит в тонких пленках влаги, которые расположены на поверхности металла.  Существует критический порог относительной влажности, ниже которого алюминий и его сплавы не подвергаются коррозии.

Это происходит потому, что при недостаточной влажности не хватает влаги, чтобы создать непрерывную электролитическую пленку на поверхности металла.

Нет сульфатов — нет коррозии

В нормальных сельских районах и в атмосферах с умеренной степенью загрязненности сульфатами, стойкость алюминия к воздействию окружающей среды очень высокая. В атмосфере с высоким содержанием сульфатов и высокой влажностью на алюминиевых изделиях может возникать точечная (язвенная) коррозия. В таких условиях алюминий может потребовать коррозионной защиты.

Хлориды

Присутствие в воздухе солей (особенно хлоридов) снижает долговечность алюминия, но в меньшей степени, чем для большинства других строительных материалов.

Максимальная глубина ямок коррозии составляет обычно только незначительную часть толщины алюминиевой детали.

В отличие от углеродистой стали прочностные свойства алюминиевых деталей, подвергшихся коррозии, остаются практически неизменными.

Коррозия алюминия в почве

Коррозионное поведение алюминия в почве – это очень важный практический вопрос. Электрические и телекоммуникационные кабели, водопроводные  и газовые распределительные сети, а также основания дорожных знаков, уличных фонарей и различных дорожных конструкций – все это очень часто изготавливают из алюминия и алюминиевых сплавов.

Кислотность-щелочность почвы

Оценка сопротивления коррозии металлов, и в том числе алюминия, в контакте с почвами, является очень сложной.

Почва характеризуется величиной рН, которая тесно связана с видом и содержанием растворенных в ней солей, количеством диоксида углерода (CO2), а также возможным загрязнением промышленными и бытовыми сточными водами.

Электрическое сопротивление почвы

Коррозионная агрессивность почвы связана с ее удельным электрическим сопротивлением, которое зависит не только от состава почвы, но содержания воды и концентрации неорганических солей.

Формы коррозии алюминия в почвах

Незащищенный алюминий в почве может проявлять следующие формы коррозии [2]:

• точечная коррозия;
• гальваническая коррозия (в контакте с другими металлами);
• коррозия от блуждающих токов.

Защита алюминия в почве

Для алюминия, который работает в почве, чаще всего применяют коррозионную защиту в виде битумного покрытия, а также катодную защиту.

Физическая химия воды

Вода является сильным растворителем, который способен растворять:

• многие неорганические и органические соединения,
• жидкости, если они являются полярными и содержат гидроксильную группу;
• газы.

Поэтому любая вода имеет переменное содержание:

• неорганических солей;
• растворенных газов;
• твердых веществ в виде суспензии и
• органических веществ.

Однако не все эти растворенные элементы влияют на коррозию алюминия. Основное влияние на коррозию алюминия оказывают растворенные в воде:

• хлориды;
• ионы тяжелых металлов.

Влияние концентрации хлоридов

Обще признано, что среди всех анионов хлоридные ионы имеют самую высокую способность проникать в естественную оксидную пленку на поверхности алюминия.  Это происходит потому, что эти ионы очень маленькие и очень мобильные.

Известно, что хлориды, а также фториды, бромиды и иодиды относятся к анионам, которые активируют коррозию алюминия в воде, тогда как сульфаты,  нитраты и фосфаты меньше активируют такую коррозию (рисунок 5) или вообще ее не активируют.

Особенность хлоридов заключается в том, что они могут заменять атомы кислорода в оксидной пленке алюминия. Это приводит к ослаблению стойкости оксидной пленки к коррозии.

Точечная коррозия

В естественной пресной воде и водопроводной воде алюминий может подвергаться язвенной (точечной) коррозии. Однако, при регулярной чистке и сушке риск серьезной коррозии очень мал.

Алюминиевые кастрюли, котелки и сковородки, а также солдатские алюминиевые миски, ложки и кружки служили верой-правдой десятилетиями без каких-либо признаков коррозии.

Вероятность коррозии повышается, если вода стоячая, а алюминий находится влажным в течение длительных периодов.

Влияние меди

Присутствие в алюминиевых сплавах меди значительно снижает их коррозионную стойкость. Такие сплавы применяют только при условии их надежной коррозионной защиты.

Хлориды в морской воде

Обычно морская вода содержит около 35 г/л растворенных неорганических солей, из которых хлориды составляют около 19 %. С этим связана повышенная коррозионная активность морской воды.

Величина pH морской воды

Величина pH морской воды вблизи поверхности морей и океанов является очень стабильной и составляет около 8,2.  Эта величина pH находится внутри интервала стабильности естественной оксидной пленки. Это объясняет хорошую стойкость к коррозии алюминия в морской воде.

Алюминиевые сплавы для морской воды

В морской воде особенно высокую долговечность проявляют алюминиево-магниевые сплавы (AlMg) с содержанием магния не более 2,5 %. Из этих  сплавов изготавливают корпуса судов и другие несущие конструкции. Для палубных надстроек вполне хватает коррозионной стойкости алюминиевых сплавов серии 6ххх (сплавы AlMgSi).

Алюминий в контакте с бетоном

Применение алюминия в строительной отрасли заставляет его вступать в контакт с большинством материалов, которые применяются в строительстве: бетоном, гипсом, полимерами и т. п.

Воздействие бетона

Алюминий хорошо противостоит воздействию бетона и цементного раствора, не смотря на их высокие щелочные свойства с величиной pH около 12.

Когда бетон начинает схватываться, всегда происходит незначительное протравливание алюминия глубиной не более 30 мкм. Это воздействие, однако, замедляется через несколько дней контакта.

Это приводит к очень локализованному снижению величины pH до 8 единиц и образованию на поверхности алюминия защитной пленки из алюмината кальция.

Аналогично бетон воздействует на алюминиевые литые детали. Это повышает адгезию между этими материалами. После того, как бетон затвердеет (высохнет), коррозии обычно уже не происходит. Однако там, где влага накапливается и сохраняется, может развиваться коррозия. Увеличенный объем продуктов коррозии может вызвать в бетоне образование трещин.

Защита алюминия от воздействия бетона

Поэтому брызги влажных щелочных строительных материалов, например, раствора и бетона, оставляют поверхностные, но хорошо видимые пятна на алюминиевых поверхностях. Поскольку эти пятна трудно удалить, то видимые алюминиевые поверхности должны быть защищены, например, на строительных площадках.

Источник: https://xn----8sbna6aihebzq3cl.xn--p1ai/sposoby-borby-s-korroziej/kak-borotsya-s-korroziej-alyuminiya.html

Защита металлоконструкций от атмосферной коррозии

А.П.Гулидов, инженер, НПК «Вектор», к.т.н. Н.Ю.Тимофеева, МГУПП, каф. «Технология металлов»

Новости теплоснабжения № 9 (сентябрь); 2003 г.

Известный человечеству не одно тысячелетие процесс разрушения металлов под воздействием окружающей воздушной среды принято называть атмосферной коррозией. Атмосферная коррозия – наиболее распространенный вид коррозии, ее проявления настолько многоисленны и разнообразны, что совершенствование методов борьбы с ней не утрачивает своей актуальности.

Механизм и основные факторы атмосферной коррозии металлов

Атмосферной коррозии подвержены все металлоконструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе (около 50 % от всего имеющегося металлофонда), а именно: трубопроводы и емкостное оборудование надземного расположения, металлические части строений, опор, мостов, транспортные и погрузочно-разгрузочные средства. Поверхности конструкций при эксплуатации неизбежно подвергаются увлажнению и загрязнению, что является первопричиной возникновения и развития коррозионных процессов.

По механизму протекания данный вид коррозии в большинстве случаев является электрохимическим процессом, за исключением «сухой» коррозии, протекающей по химическому механизму.

Электрохимический процесс подразумевает наличие на корродирующей поверхности катодных и анодных участков, а также электролита, роль которого выполняет пленка влаги (толщиной от нескольких молекулярных слоев до одного миллиметра), постоянно присутствующая на поверхности металла.

Возникновение гальванических элементов «катод – анод» на основных конструкционных материалах – углеродистых сталях происходит из-за дифференциации их поверхности на участки с различными электродными потенциалами (теория локальных коррозионных элементов).

Причины дифференциации могут быть различны:

•   неоднородность структуры металла (в углеродистых сталях присутствуют фазы – феррит и цементит, структурные составляющие – перлит, цементит и феррит, имеющие различные электродные потенциалы);
•   наличие на поверхности сталей оксидных пленок, загрязнений, неметаллических включений и т.п.;
•   неравномерное распределение окислителя на границе «металл-электролит», например, различные влажность и аэрация на различных участках поверхности металла;
•   неравномерность распределения температуры;
•   контакт разнородных металлов.

В настоящее время известно более тридцати пяти факторов, влияющих на скорость атмосферной коррозии, основными из которых являются: степень увлажнения металла, состояние поверхности конструкции (пористость, загрязненность), химический состав атмосферы (наличие гигроскопичных и агрессивных продуктов).

По степени увлажнения корродирующей поверхности различают:

мокрую атмосферную коррозию – при относительной влажности воздуха около 100 % и наличии на поверхности металла видимой пленки влаги;

влажную атмосферную коррозию – при относительной влажности воздуха ниже 100 % и наличии на поверхности металла пленки влаги, образующейся в результате капиллярной, адсорбционной или химической конденсации;

сухую атмосферную коррозию – коррозию при относительной влажности воздуха менее 50 % и толщине пленки влаги до 10 нм.

Различие это достаточно условно, т.к. в практических условиях возможен взаимный переход одного типа коррозии в другую. На рис. 1 приведена   качественная зависимость скорости атмосферной коррозии металлов от толщины слоя влаги на поверхности корродирующего металла.

Загрязнение воздушных сред и, как следствие, поверхности конструкций агрессивными примесями происходит в результате функционирования объектов промышленности, из-за технического несовершенства узлов химического и другого оборудования, негерметичности разъемных соединений, случайных проливов технических жидкостей, разгерметизации коммуникаций, наличия микродефектов в металле и т.п. Загрязнения подразделяют на две группы: органического и неорганического происхождения.

Первые попадают на поверхность извне, вторые могут попадать извне и возникать в результате взаимодействия газов, загрязняющих атмосферу (оксиды серы и азота, хлор, хлористый водород и т.д.), с поверхностью металла.

Примеси, способные растворяться в воде, активируют электрохимическую реакцию вследствие образования разбавленных кислот и увеличения электропроводности пленок влаги, а малорастворимые, рыхлые, несплошные продукты коррозии создают условия для возникновения и работы макрогальванических пар. Помимо агрессивных газов в атмосфере могут содержаться частицы твердых веществ и аэрозоли солей.

Их источниками могут служить разрушающиеся горные породы, солончаковые почвы, приморские зоны, имеющие повышенное содержание хлоридно-сульфатных натриевых солей. Также твердые частицы выделяются при сгорании различного топлива, производстве цемента и удобрений. Частицы переносятся воздушными массами на расстояния до одной тысячи километров и, оседая на поверхности металла, становятся центрами конденсации влаги из воздуха. Практически установлено, что скорость атмосферной коррозии в загрязненной различными газами и твердыми примесями атмосфере в десятки раз выше, чем в чистой.

Методы защиты металлов от атмосферной коррозии

Продление сроков эксплуатации различных металлоконструкций до их морального износа – основная цель решения многовековой проблемы коррозии металлов. Согласно определению термин «коррозия» означает процесс.

Этот процесс заключается в физико-химической реакции между металлом и окружающей средой, приводящей к изменениям в свойствах материала и окружающей среды.

Результатом процесса является «коррозионный эффект», сокращающий сроки службы металлоконструкций, ухудшающий функциональные характеристики включающих их технических систем и приводящий к увеличению затрат, слагаемыми которых являются не только затраты на стоимость ремонта и замену поврежденных коррозией частей оборудования, но и затраты на возмещение убытков от различных неполадок в результате коррозии (остановок производства или аварий, приводящих к разрушениям или несчастным случаям). Часть этих затрат неизбежна, однако их бесспорно можно значительно сократить за счет лучшего использования и постоянного совершенствования на практике методов защиты, которыми мы сегодня располагаем.

Защита от коррозии в целом представляет комплекс мероприятий, направленных на предотвращение и ингибирование коррозионных процессов, сохранение и поддержание работоспособности узлов и агрегатов машин, оборудования и сооружений в требуемый период эксплуатации.

Методы защиты металлоконструкций от коррозии основаны на целенаправленном воздействии, приводящем к полному или частичному снижению активности факторов, способствующих развитию коррозионных процессов, и условно подразделяются на методы воздействия на металл, окружающую среду, а также комбинированные методы.

Среди первых наибольшее распространение получили методы нанесения покрытий постоянного действия, консервационных покрытий, легирование, среди вторых – методы полной или частичной герметизации с использованием поглотителей влаги (статическая осушка воздуха, очистка окружающей атмосферы от загрязнений, поддержание определенных температурных режимов).

При отсутствии желаемого эффекта от раздельного применения методов воздействия на металл и среду прибегают к комбинированным методам, основанным на комплексном воздействии на металл с помощью защитных покрытий и окружающую среду.

Из применяемых на практике методов защиты от атмосферной коррозии наиболее подробного рассмотрения, как наиболее распространенный и достаточно эффективный, заслуживает метод нанесения защитных лакокрасочных покрытий (далее ЛКП).

Лакокрасочные покрытия: применение для защиты от атмосферной коррозии и причины выхода из строя

В структуре мировых затрат на противокоррозионную защиту на лакокрасочные покрытия приходится около 39 % средств, что в два раза превышает затраты на разработку и производство коррозионно-стойких материалов.

Все разновидности ЛКП относятся к группе органических покрытий и представляют собой твердую пленку органических веществ с пигментами и наполнителями, получаемую при высыхании лакокрасочного состава, нанесенного на защищаемую поверхность.

Защитные свойства ЛКП зависят от сплошности и плотности пленки, изолирующей поверхность металла от окружающей среды, а также характера взаимодействия покрытия с поверхностью металла. Толщина покрытий может изменяться от десятков до сотен микрометров в зависимости от их назначения.

К основным достоинствам ЛКП следует отнести:

§ возможность применения для защиты любых конструкций, независимо от размера, непосредственно на монтажных и строительных площадках;

§ простоту и возможность механизации технологического процесса нанесения покрытий;

§ покрытия на большинстве металлоконструкций, трубопроводах и оборудовании могут ремонтироваться и восстанавливаться непосредственно в процессе эксплуатации;

§ малый расход материала на единицу площади и низкая стоимость по сравнению с другими видами защитных покрытий.

Одним из основных показателей, определяющим эффективность применения того или иного вида покрытия, является его долговечность, а именно: способность покрытия сохранять защитные свойства до предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Долговечность покрытия определяется многими факторами, в том числе его физико-механическими и химическими свойствами, степенью подготовки поверхности металла перед окрашиванием, правильным выбором покрытия или системы покрытий для конкретных условий эксплуатации.

Cтраницы:1 | 2 | читать дальше>>

Источник: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=398

Способы защиты металлических изделий от коррозии

Коррозия металла является результатом окисления, происходящего из-за электрохимических и химических процессов и способствующего разрушению его структуры и снижению физических свойств и срока службы. Защита металлических изделий позволяет предотвратить преждевременный износ, тем самым сократив затраты на обслуживание тех или иных конструкций.

Основные виды коррозии и методы защиты

Классификация коррозии металлических изделий включает точечную, местную и сплошную. Точечная является первым этапом поражения, когда следы ржавчины представлен отдельными точками. Местная коррозия предполагает уже куда более крупные пятна, а сплошная говорит о равномерном поражении всех поверхности.

Что касается методов защиты, то их бывает несколько. Среди основных можно отметить изменение химического состава металла за счет специальных добавок, обладающих антикоррозийными свойствами, изоляцию металлических поверхностей с помощью особых материалов.

Самые простые, но эффективные способы защиты металлических изделий от коррозии, – это защитные покрытия. Они позволяют увеличить электрохимический потенциал, повысить износостойкость и твердость металла. Наиболее востребованными на сегодняшний день являются лакокрасочные составы, которые можно использовать, и в промышленности, и в бытовой сфере. Они смягчают коррозийную среду, создавая без кислородной среды, либо адсорбционную пленку.

Линия антикоррозийных покрытий от компании iPolymer

Сегодня на рынке представлено огромное разнообразие покрытий для защиты металла, они отличаются по составу, эффективности и цене. Компания iPolymer уже много лет занимается разработкой средств, которые бы показывали хорошие результаты в защите от коррозии, но были просты в использовании и имели невысокую стоимость.

В ходе многочисленных исследований и испытаний нами на рынок было выпущено 3 продукта:

Грунт-эмаль. Одновременно выступает, и грунтовкой, и ингибитором, и финишным покрытием. Отличается эффектом так называемого «жидкого пластика». Обеспечивает защиту металлических изделий от коррозии, атмосферного воздействия, ультрафиолета.

Состав подходит для обработки цветных металлов, а также деревянных и пластиковых конструкций. Выпускается в нескольких цветах. Наносится на предварительно очищенную поверхность с помощью кисти, либо краскопульта.

Перед использованием рекомендуется перемещать и при необходимости добавить растворитель (не более 5 процентов).

Корпротек PU 4. Представляет собой покрытие из полиуретана барьерного типа. Содержит в составе алюминиевую пудру и железооксидную слюдку. Может выступать, как в качестве финишного, так и промежуточного слоя. Специальный состав позволяет использовать покрытие для защиты гидротехнологических сооружений, строительной техники, промышленных установок и т.д.

Полицинк 03. Композиция из полимеров и цинка с фосфатами. Также ее состав включает функциональные добавки. Характеризуется высокими показателями адгезии и химической стойкостью. Покрытие способно надолго обеспечить защиту металла.

Актуальная стоимость, а также детальные характеристики всех продуктов, можно найти в разделе Магазин.

В чем преимущество антикоррозийных покрытий компании ipolymer?

Все вышеописанные продукты изготовлены на современном предприятии, укомплектованном инновационным оборудованием. Каждый состав прошел большое количество тестирований, а также получил всю разрешительную документацию. При производстве используются исключительно качественные материалы, которые закупаются у известных компаний.

Продукция iPolymer имеет широкую сферу использования, а ее практическую применимость уже доказало большое количество заказчиков. Обращаясь в компанию, можно не только приобрести антикоррозийные защитные составы по выгодной цене, но и получить консультацию непосредственно от самого производителя.

Источник: https://ipolymer.ru/antikorroziinie-pokritiya/sposobi-zaschiti-metalicheskih-izdelii-ot-korrozii/

Услуги

Торгово-производственная компания «Сейд» с 2009 года осуществляет оптовые поставки (крупным и мелким оптом) метизной продукции и комплектующих для предприятий Российской Федерации, Казахстана и Беларуси.

Наша компания предлагает услугу «Экспресс-доставки» редких позиций, нестандартных размеров, или попросту отсутствующих на складах любых видов крепежа со сроком поставки из Финляндии 2 – 4 календарных дня.

Компанией «Сейд» с 2016 года были закуплены первые образцы оборудования для производства метизов.  С этого времени мы осуществляем производство метизной продукции и комплектующих по чертежам и эскизам заказчиков, а так же в соответствии с ГОСТ,  и ОСТ.

Изготавливаем различные образцы шпилек, болтов, винтов, гаек из стали 25, 35, 40Х, 09Г2С, 20Х13, 14Х17Н2, 12Х18Н10Т, 20ХН3А, 30ХМА, 25Х1МФ,  латунь, медь, аллюминий и др.

Токарная обработка (точение) — наиболее распространенный метод изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.)

Мы обрабатываем различные материалы,такие как: Сталь различных марок,чугун,нержавейка,бронза,латунь,алюминий,фторопласт,капролон и т.д.

Цинк-ламельные покрытия – это, пожалуй, лучшая альтернатива гальванопокрытиям.

Нанесение защитного слоя, преимуществами которого являются:

1. Отсутствие риска наводораживания, то есть понижения пластичности и сплавов и устойчивости к трещинам (в первую очередь это касается крепежных изделий из упрочненной стали, которые автопроизводители вынуждены дополнительно обрабатывать после покрытия с целью удаления водорода).

Оксидирование – процесс преднамеренного окисления поверхностного слоя металлических изделий. Процессу оксидирования предшествует подготовка поверхности травлением в щелочных растворах.

Образующиеся в результате окисные пленки предохраняют изделия от коррозии, служат в качестве электроизоляции, являются основой для нанесения на них защитных покрытий — лака, краски, жировой смазки и т.д.

Оцинкование крепежа в Новосибирске

• Цинкование бесцветное
• Цинкование радужное
• Цинк фосфат

Кадмий – пластичный металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом. Плотность – 8,6. температура плавления – 321 °C. Защитные свойства кадмиевых покрытий достаточно высокие в условиях воздействия атмосферы или жидкой среды, содержащей хлориды.

Кадмирование — процесс нанесения кадмиевых покрытий на поверхность стальных изделий методом электролитического осаждения с целью защиты их от атмосферной коррозии. Толщина покрытий обычно составляет 15—25 мкм.

Легирование цинкованных покрытий никелем способствует повышению коррозионной стойкости их с одновременным сохранением их потенциала по отношению к защищаемому металлу.

Покрытия, содержащие ~2% никеля, в атмосфере с постоянной влажностью при 20 ± 5ºС. остаются светлыми более продолжительное время, чем цинкованные. Наиболее коррозинно-стойкими являются покрытия, содержащие 25-28% Ni. Такие покрытия по отношению к стали являются катодом.

Анодирование крепежа в Новосибирске

• Анодирование бесцветное
• Анодирование цветное
• Анодирование алюминия

Популярность этого способа в первую очередь объясняется химическими свойствами никеля. Он устойчив к коррозии в водной среде, а оксид никеля NiO, пленка которого образуется на поверхности покрытия, не допускает дальнейшего окисления. Кроме того, этот металл слабо поддается воздействию кислот, щелочей и солей, за исключением азотной кислоты.

Медь – металл розового цвета. Плотность 8,92 г/см3, температура плавления 1083 °C. Медь в атмосферных условиях реагирует с влажным воздухом, содержащим сернистые и аммиачные соединения, углекислый газ. Она интенсивно растворяется в азотной и хромовой кислотах, слабее — в серной и почти не реагирует с соляной кислотой.

Самым трудоемким процессом в гальванотехнике является хромирование. Приготовление электролита является очень ответственным мероприятием, которое предусматривает соблюдение точности и чистоты. При хромировании используют чистейшую воду, лучше дистиллированную.

Хромирование предусматривает работу с электролитом и находится в прямой зависимости от его температуры.

Источник: https://novosibirsk.tpkseid.ru/uslugi/

Атмосферная коррозия железа

Как известно, практически любой металл поддается коррозии, рано или поздно. Опасность этого процесса состоит в многообразии факторов, которые его провоцируют, скорости развития и распространения, а также необратимости. Правда, если своевременно воспользоваться специальными средствами, последнему можно воспрепятствовать и даже не допустить.

Что такое атмосферная коррозия металла

Атмосферная коррозия железа – процесс разрушения металлических конструкций, находящихся над землей и на открытых пространствах в результате воздействия окружающей среды.

Основными факторами, провоцирующими ржавление металла, являются:

• Повышенная влажность воздуха.
• Частые и значительные осадки (дождь, снег).

Коррозирует металл и из-за того, что его поверхность не покрыта защитным покрытием. Особенно это касается нелегированных сталей, чугунов и других.

Скорость этого процесса зависит от природы металла и условий его содержания.

Виды атмосферной коррозии металлов

Существует несколько видов данного процесса с точки зрения степени увлажненности:

Сухая коррозия имеет химическое происхождение и представляет собой процесс образования тонкой пленки из окиси металла. Протекает при влажности не менее 60%. Характеризуется быстрым началом и медленным продолжением благодаря тому, что образовавшаяся пленка выполняет защитные функции.

Влажная атмосферная коррозия железа развивается при наличии постоянной повышенной влажности воздуха (не менее 70%) и капелек воды на поверхности металла.

Образуемый конденсат (тонкая пленка из капелек воды) бывает капиллярным, абсорбционным и химическим. В зависимости от того, какой вид конденсации влаги, отличается скорость коррозирования железа.

Мокрая коррозия протекает при абсолютной влажности воздуха. Например, частые туманы, близкое расположение крупных водоемов и так далее.

Как остановить и предупредить ржавление металла

Чтобы остановить разрушение металлических конструкций, необходимо воспользоваться специальным средством, например, нейтральным преобразователем ржавчины. Данный продукт не содержит кислот и вредных летучих примесей, при этом в его составе имеются активные компоненты, способные быстро преобразовать ржавчину в защитную пленку. Это останавливает процесс коррозии, а при незначительной толщине налета позволяет восстановить поверхность из металла.

Предупредить ржавление еще проще и реально. Есть несколько способов, каждый из которых по-своему эффективен:

• Нанесение защитных лакокрасочных покрытий. Сразу после завершения монтажа металлической конструкции ее необходимо покрыть слоем краски либо лака, что предупредит воздействие атмосферы на железо.
• Обработка химическими жидкостями. Это прогрессивные продукты с водоотталкивающим эффектом, которые защищают поверхности от любых видов осадков, а также газов и ультрафиолета. Существует широкая линейка разнообразных продуктов на кислотной, щелочной и нейтральной основе.
• Легирование металла, то есть добавление хрома, никеля и других видов металла, что повышает стойкость готового изделия к атмосферным явлениям и коррозии.

Источник: https://syntilor.ru/preobrazovatel-rzhavchiny/atmosfernaya-korroziya-zheleza/

Атмосферная коррозия

:

Виды атмосферной коррозии

Факторы атмосферной коррозии

Особенности протекания атмосферной коррозии металлов

Уравнение атмосферной коррозии

Защита металлов и сплавов (стали) от атмосферной коррозии

Атмосферная коррозия –  коррозионное разрушение конструкций, оборудования, сооружений, эксплуатируемых в приземной части атмосферы. Атмосферная коррозия носит менее разрушительный характер, чем почвенная и морская.

Скорость атмосферной коррозии зависит от некоторых факторов: природы металла, окружающей его атмосферы, влажности воздуха.

Виды атмосферной коррозии

Атмосферную коррозию по степени увлажненности поверхности принято разделять на сухую, влажную и мокрую. Влажная и мокрая  протекают по электрохимическому механизму, а сухая – химическому.

Сухая атмосферная коррозия наблюдается при отсутствии на поверхности металла пленки влаги.  Если относительная влажность воздуха составляет 60% и меньше – протекает сухая атмосферная коррозия. Механизм коррозионного разрушения – химический. На поверхности образуются защитные оксидные пленки, которые тормозят процесс коррозии.

Сначала процесс протекает быстро (образование тонкой окисной пленки), потом – сильно замедляется и устанавливается постоянная, очень маленькая скорость коррозии. Такое явление обусловлено невысокой температурой окружающей среды.

  На металле почти сразу (может пару часов) образуется тонкая окисная пленка, которая приводит к потускнению поверхности. Толщина окисной пленки на поверхности нержавеющей стали может составлять 10 – 20 Å, железе – 30 – 40 Å.  Предельная толщина слоя влаги при протекании сухой атмосферной коррозии может составлять 100 Å.

Если в атмосфере  присутствуют примеси агрессивных газов (например, сернистые газы) –  скорость коррозии значительно возрастает.

Влажная атмосферная коррозия наблюдается при наличии на поверхности тончайшей пленки влаги. Толщина такой пленки составляет от 100 Å до 1 мкм. Относительная влажность воздуха, при которой начинается образование   влажной  пленки,   составляет  около         60 – 70%.

Значение,  при  котором  начинается  конденсация  на   поверхности влаги, называется критической влажностью. Критическая влажность  зависит от загрязнения воздуха и состояния металла. Конденсация влаги  при  этом происходит по капиллярному, химическому либо адсорбционному  механизму.

Капиллярная конденсация влаги. Наблюдается в щелях, зазорах,  трещинах на поверхности металла, порах в пленке продуктов коррозии, под загрязнениями и т.п.

Адсорбционная конденсация влаги. Возникает в результате проявления на поверхности металла адсорбционных сил.

Химическая конденсация влаги проявляется во взаимодействии продуктов коррозии с атмосферной влагой. При этом образуется ржавчина, которая и удерживает эту влагу.

Мокрая атмосферная коррозия протекает при относительной влажности воздуха около 100%, когда на поверхности влага собирается в виде хорошо видных капель, либо при прямом воздействии на конструкцию дождя, тумана. Мокрая атмосферная коррозия также наблюдается на конструкциях, которые  обливаются водой либо полностью погружаются. При мокрой коррозии пленка влаги в толщину составляет более 1 мм.

Влажность воздуха при атмосферной коррозии

Наличие на поверхности металлоконструкции влаги усиливает атмосферную коррозию. Влага  чаще всего поступает в качестве атмосферных осадков (дождь, туман). С повышение температуры значение относительной влажности уменьшается.

Существует критическое значение атмосферной влажности. Для каждого сплава или металла это свое определенное число. Для никеля, цинка, стали, меди значение критической влажности составляет около 50 – 70%.

Если относительная влажность воздуха укладывается в рамки вышеназванных – то коррозионное разрушение перечисленных металлов незначительно. Если же выше – начинается усиленное разрушение.

При  сильно загрязненной атмосфере (например, технологическая среда) понятие критической влажности не всегда применяется и играет важную роль, т.к. коррозионный процесс значительно усиливается за счет вредных примесей в атмосфере.

Примеси в атмосфере (газы)

Загрязнение атмосферы газами резко увеличивает скорость коррозии.

Очень агрессивной средой является технологическая, вблизи больших промышленных предприятий, которые ежеминутно выбрасывают в воздух вредные примеси. Присутствие SO2, SO3, HCl, H2S, Cl2, NH3 и других соединений значительно увеличивает скорость атмосферной коррозии.

Интересное и самое сильное  влияние оказывает SO2 (диоксид серы). Малая его концентрация (15 – 35 мкг/м3) очень сильно увеличивает скорость коррозии (десятки и сотни раз). В больших  же  концентрациях  скорость атмосферной  коррозии  увеличивается не так сильно (всего в 5 – 7 раз). Этот компонент образуется при сгорании угля, газолина, нефти.

Газы, попадая на пленку влаги на поверхности металлоконструкции, увеличивают электропроводность этой пленки. SO2 и Cl2 воздействуют как катодные деполяризаторы, SO3 и HCl  увеличивают  поглощательную способность продуктов коррозии, NH3 действует как комплексообразователь, SO2 и HCl – депассиваторы.

Очень сильно увеличивает скорость коррозии содержание в атмосфере серной кислоты. Особенно это относится к неустойчивым в ней металлам – железо, никель, цинк, кадмий. Медь в таких случаях  белее устойчива, т.к. на ее поверхности образуется защитная пленка из ее основного сульфата зеленого цвета (патина).

Твердые частицы в атмосфере

Из атмосферы на поверхность попадают твердые активные либо пассивные частицы. Они могут действовать как депассиваторы, комплексообразователи, увеличивать электропроводность пленки влаги и поглощательную способность (гигроскопичность) продуктов коррозии, облегчать капиллярную конденсацию влаги (такой инертный материал как песок).

В атмосфере встречаются такие твердые частицы, как Na2SO4, NaCl, (NH4)2SO4, частицы угля, различные соединения углерода, оксиды металлов и другие. Эти вещества в виде твердых частиц или пыли контактируют с влажной поверхностью металлоконструкции, образуют гальванические элементы,  интенсифицируя процесс коррозии.

Поэтому незапыленный воздух гораздо менее активен, чем загрязненная различными частицами атмосфера.

Катодные включения в атмосфере

Включения меди, палладия, платины, а также некоторых других металлов несколько повышают сопротивляемость железоуглеродистых сплавов коррозионному разрушению. Медь, которая может входить в состав таких сплавов замедляет коррозию, т.к. способствует пассивированию поверхности железа.  При атмосферной коррозии палладий воздействует аналогично даже при очень маленьких его добавках в сплав.

Географический фактор

В различных географических местностях влажность, загрязнение атмосферы, температура различаются. Наибольшее влияние на атмосферную коррозию оказывает влажность воздуха. Установлено, что в регионах с постоянно повышенной влажностью коррозионные процессы протекают интенсивнее. Основное влияние оказывает не количество дождливых дней, а время нахождения на поверхности металла пленки влаги.

В пустынях, где влажность воздуха очень маленькая, на поверхности стальных изделий оксидная пленка появляется через достаточно большой промежуток времени, изделия долго остаются блестящими.

Температура окружающей среды

С повышением температуры окружающей среды процесс атмосферной коррозии замедляется. Влага, покрывающая поверхность металлоизделия, испаряется, уменьшается абсолютная влажность воздуха. С понижением температуры  все происходит наоборот. Повышается относительная влажность среды, что способствует конденсации влаги. Скорость атмосферной коррозии увеличивается.

Особенности протекания атмосферной коррозии металлов

Поверхность металла покрыта тонкой пленкой электролита. В качестве электролита может выступать как сама влага, так и продукты коррозии, впитавшие влагу.

Особенностью атмосферной коррозии является возможность свободного подхода кислорода к корродирующей поверхности. Это обусловлено малой толщиной пленки и за счет конвекции перемешивания электролита.  Именно поэтому даже в подкисленных электролитах атмосферная коррозия протекает с кислородной деполяризацией.

Также из-за тонкого слоя влаги на поверхности корродирующего металла анодный процесс идет с затруднением, а протекание катодного, наоборот, облегчается.

При работе гальванопар небольшая толщина пленки влаги тоже играет свою роль —   увеличивается омическое сопротивление электролита.

Атмосферная коррозия сплавов, в основу которых входит железо (например, сталь),   протекает с анодно-такодно-омическим контролем. Но в зависимости от некоторых условий (толщина, электропроводность пленки влаги, ее состав, природа металла) анодно-такодно-омический контроль может переходить в преимущественно анодный, преимущественно катодный или омический.

Уравнение атмосферной коррозии:

Анод: ионы металла переходят в раствор:

Мe→ Мen+ + ne

Катод: проходит реакция восстановления:

O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (щелочные,  нейтральные среды)

O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (подкисленная среда)

Во многом стойкость металлов и сплавов,  в условиях атмосферной коррозии, зависит от природы металла и состояния его поверхности.

Защита металлов и сплавов (стали) от атмосферной коррозии

Для защиты от атмосферной коррозии применяют множество различных методов.

Нанесение металлических или неметаллических покрытий. Неметаллическими защитными покрытиями могут выступать различные смазки, пасты, лакокрасочные материалы. Часто в их состав дополнительно вводят ингибиторы, пигменты, пассивирующие поверхность (например, цинк-хроматный пигмент для стали). Иногда поверхность превращают в труднорастворимый  оксид или фосфат, обладающий защитными свойствами.  Металлическими покрытиями служат цинковые, никелевые, многослойные.

Снижение относительной влажности воздуха. Очень эффективный способ защиты металла от коррозии. Удаление влаги  осуществляют подогревом помещения (отопление) либо  осушкой воздуха. Очень часто достаточно поддерживать влажность атмосферы до 50 %. Если воздух содержит пиль, другие примеси, то 50% влажность очень велика.

При осушке воздуха или повышении температуры затрудняется конденсация влаги на металле, что приводит к значительному уменьшению скорости коррозии.

Применение контактных и летучих (парофазных) ингибиторов. Контактные замедлители коррозии наносятся на поверхность изделия в виде водных растворов. Примером контактного ингибитора атмосферной коррозии может служить NaNO2.

Летучие ингибиторы обладают высокой упругостью паров, применяются при длительном хранении стальных либо других металлических изделий, транспортировке.

Летучими ингибиторами коррозии заполняют герметичное пространство (защита внутренней части трубы, на концах которой стоят специальные заглушки) либо ими пропитывают оберточные материалы (бумага).

Летучими ингибиторами могут пропитываться специальные гранулы, которыми заполняют объем упаковки защищаемого изделия. Примеры летучих ингибиторов: карбонаты, нитриты, бензоаты моноэтаноламина и дициклогексиламина.

Легирование металлов. Добавление в сталь  небольшого количества никеля, хрома, алюминия, титана (переводят поверхность стали в пассивное состояние), меди (катодная добавка), фосфора тормозят анодную реакцию.

Источник: https://www.okorrozii.com/atmosfernayakorrozia.html

Экологические проблемы топливной промышленности: угольной, газовой, нефтедобывающей и торфяной

Топливная промышленность — совокупность производственных отраслей, осуществляющих добычу природных топливных ресурсов, их преобразование, транспортировку, распределение и потребление. Группа включает угольную, газовую, нефтяную и торфяную промышленность. Топливно-энергетический комплекс является одним из основных источников заражения окружающей среды.

Основные экологические проблемы топливной промышленности

Согласно официальным данным, основная доля самых негативных экологических последствий, воздействующих на природную среду, приходится на нефтеперерабатывающие, газовые предприятия, а также угольную и торфяную отрасли.

Угольная отрасль

Мировые угольные ресурсы занимают 15% земной суши, они расположены в угольных бассейнах 75 стран и составляют порядка 14.8 триллиона тонн. Добыча угля осуществляется карьерным (открытым) способом, при помощи штолен (наклонных скважин) и в шахтах, в том числе подводных.

Открытый способ добычи угля влияет на следующие компоненты природной среды:

1. Землю (происходит ее изъятие).
2. Почву (загрязнение шламом, промывочными жидкостями, горюче-смазочными материалами; снижение почвенного плодородия из-за накопления пыли из карьеров и отвалов; нарушение физических свойств во время проведения рекультивационных работ).
3. Растительность (уничтожение деревьев, кустарников, гибель травяного покрова, угнетение растений вследствие загрязнения почвы и атмосферы).
4. Ихтиофауну (повышение кислотности поверхностных вод).
5. Грунтовые воды (снижение уровня, образование воронки депрессии).
6. Поверхностные воды (загрязнение водоотливом из горных выработок, дренажным стоком отвалов пустых пород).
7. Атмосферный воздух (выделения пыли и газов при взрывах, проведении буровых работ, транспортировке автотранспортом, погрузочно-разгрузочных работах).

Чем грозит человечеству глобальное загрязнение воздушной оболочки нашей планеты?

Читать

Определение степени загрязнения воздуха с помощью индекса загрязнения атмосферы

Подробнее

Загрязнение атмосферы Земли: классификация по виду и составу

Смотреть

Подземная выработка оказывает влияние на компоненты:

1. Поверхностные воды (загрязнение мелкими частицами угля и породы, бактериями, поверхностно-активными и растворенными химическими веществами в результате сброса шахтных вод; рост минерализации и содержания сульфатов).
2. Подземные воды (воздействие дренированием водоносных горизонтов).
3. Грунтовые воды (загрязнение).
4. Геологическую среду (образование подземного выработанного пространства).
5. Отчуждение земель (промплощадка).
6. Атмосферный воздух (газопылевые шахтные выбросы — пыль, углекислый газ, метан, выделение вредных газов и дыма при самовозгорании терриконов).

Основные источники химического загрязнения гидросферы

Читать

Загрязнение поверхностных вод суши промышленными, коммунально-бытовыми стоками

Подробнее

Современные проблемы при потреблении водных ресурсов

Смотреть

Гидросфера: что её загрязняет – и как её можно очистить?

Далее

Сжигание угля на тепловых электростанциях, являющееся, с точки зрения экологии, наиболее опасным процессом, влияет на почвы, поверхностные воды и воздух. К основным загрязнителям относятся:

• углекислый газ;
• оксиды азота и серы;
• зола;
• уран, мышьяк, молибден;
• титан, кобальт, йод, ртуть;
• стронций, цирконий, литий и другие элементы.

Работа угольных ТЭС также влияет на тепловое загрязнение окружающей среды. Порядка 10% теплоты уходит в атмосферу. Сброс теплых сточных вод оказывает благоприятное влияние на размножение теплолюбивых организмов, что способствует изменению видового состава водной сферы.

Экологические проблемы современной России

Читать

Парниковый эффект, его участие в будущем Земли

Подробнее

Влияние вырубки лесов на мировую экологию

Смотреть

Газовая отрасль

Мировые запасы природного газа сосредоточены в 16 государствах, большая часть которого (56%) находится в недрах Катара, Ирана и России. Газ добывается из скважин.

Технологии добычи газа предполагают использование до 85 токсичных веществ, среди которых:

• загустители и разжижители;
• химические реагенты для разрушения водных бактерий;
• стабилизаторы глин;
• ингибиторы коррозии и образования отложений;
• деэмульгаторы;
• понизители трения.

При добыче сланцевого газа оказывается негативное влияние на следующее:

1. Поверхностные воды (добыча требует использования значительного объема водных ресурсов, происходит загрязнение химикатами).
2. Подземные воды (применение большого количества химических соединений при процессе гидроразрыва подземного пласта, выпускающего природный газ).
3. Грунтовые воды (загрязнение мышьяком, этилбензолом, бензолом, толуолом).
4. Почвы (разлив химикатов, заражение тяжелыми металлами – свинцом, кадмием, ртутью).
5. Растительность (при понижении водоносного горизонта ниже отметки сланцевых запасов, затрагиваются окружающие леса и пахотные земли).
6. Атмосферный воздух (загрязненность пылью и газами).
7. Геологическая среда (увеличение сейсмичности территории).
8. Радиационный фон (повышение).

При потреблении природного газа происходит задымление атмосферы, образование кислотных дождей, изменение характера облачности, что способствует усилению парникового эффекта.

Природный газ – сырье, а не готовое топливо

Читать

Состав, добыча и использование природного газа

Подробнее

Сланцевый газ – прорыв в сырьевой промышленности или скрытая опасность

Смотреть

Нефтяная отрасль

Распространение месторождений нефти, которых насчитывается более 50 тысяч, на планете неравномерное. Наиболее крупные (94% всех запасов) сосредоточены в странах Ближнего и Среднего Востока, СНГ, Венесуэле. Добыча нефти, как и газа, производится из скважин.

Этапы освоения и разработки нефтяных месторождений сопровождаются экологическими проблемами:

• сейсморазведка воздействует на водные организмы и вызывает помехи рыболовству;
• при разведочном бурении нарушаются донные ландшафты, загрязняются воды и воздух, происходит отчуждение акваторий;
• монтаж буровых платформ, строительство береговых сооружений, прокладка трубопроводов сопровождаются физическими нарушениями, сбросом жидких и твердых отходов.

При наземном способе добычи нефти затрагиваются следующие составляющие окружающей среды:

1. Поверхностные воды (факторы загрязнения — тампонажные и буровые отработанные растворы, попутные воды).
2. Подземные воды (изменяются гидрогеологические условия — усиливается водообмен, происходит смешение вод, образуются новые водоносные горизонты, изменяются: газовый и химический составы, температура, скорость движения, уклон вод).
3. Почвы (потеря гумуса, ухудшение биологической активности, ионно-обменных, химических, водно-физических свойств, загрязнение нефтепродуктами и токсичными солями).
4. Растительный мир (нарушаются физиологические процессы, происходит отравление токсичными компонентами нефти, угнетение, изменение ритма развития; в случае гибели растительности восстановление происходит через 2-3 года).
5. Животный мир (сокращение численности членистоногих).
6. Атмосферный воздух (тепловое загрязнение и изменение химического состава воздуха; выбросы соединений продуктов сгорания — тяжелых металлов, оксидов азота и углерода, углеводородов, ртути, бензапирена, фенолов, угарного газа, формальдегидов).
7. Изъятие земель (отводится территория под скважины и другие потребности).
8. Геологическая среда (деформации поверхности земли, повышение сейсмичности).
9. Радиационный фон (повышение вследствие поступления веществ с большой глубины).

Нефтяные месторождения мира: запасы и объемы добычи

Читать

Добыча сланцевой нефти – влияние на экологию планеты

Подробнее

Крупнейшие месторождения угля в России

Смотреть

Вдоль трасс нефтепроводов развиваются термоэрозии и термокарсты. Танкерные перевозки нефти обуславливают биоинвазии (проникновение живых организмов за пределы их природного пространства). В результате попадания в водоемы буровых сточных вод происходит изменение цвета, запаха и прозрачности воды и связывание химическими реагентами растворенного в природной воде кислорода.

На загрязнение акватории также влияют подводный способ добычи ресурсов, потери при транспортировке нефти, аварии на морских нефтеперерабатывающих установках, сбросы промышленных сточных вод. Тяжелые фракции нефтепродуктов откладываются на дне водоема, легкие — растворяются в воде. На поверхности воды образуется масляная пленка, способствующая изменению физико-химических процессов, ухудшению газообмена, повышению температуры поверхностного слоя воды.

Вы знали, что последствия экологического загрязнения вызывают массовую гибель морских обитателей?

ДаНет

При сжигании продуктов нефти в атмосферу попадают загрязнители:

• пыль;
• оксиды углерода и азота;
• углеводороды;
• фенол;
• диоксид серы;
• сероводород.

Вследствие чего образуются газы, приводящие к парниковому эффекту на планете?

Читать

Человек по отношению к природе: разрушитель или хранитель?

Подробнее

Продолжительное время соединения находятся в форме аэрозолей, затем поступают на землю, загрязняя почву и воды.

Торфяная отрасль

Торфяники занимают 3% земной суши и обнаружены в 175 государствах. В пятерку лидеров входят: Россия, Индонезия, Америка, Канада, Финляндия. Добыча торфа проводится открытым способом.

Разработка торфяных месторождений разрушает болотную экосистему и затрагивает воздушный и водный бассейны, почву, растительность, животный мир. Основные последствия влияния:

• изменение природных ландшафтов;
• нарушение гидрологического режима;
• снижение продуктивности смежных земель;
• истощение, засорение и загрязнение водоемов;
• обеднение фауны и флоры;
• изменение направленности почвообразовательных процессов.

Самое сильное влияние на экологию оказывает осушение торфяных залежей. При осушении болот уничтожается растительность, понижается уровень грунтовых вод, нарушается водный режим и естественные биосферные функции, присущие болотам.

В процессе сжигания торфа потребляется большое количество кислорода, выбрасывается углекислый газ, что наносит вред атмосфере.

На улицы города опустился густой желтый туман. Как обезопасить свое здоровье?

Читать

Торф – удобрение в почве, фильтр в воде, энергия в топке и большой вопрос в экологии

Подробнее

При длительном хранении торф может подвергаться самовозгоранию, что приводит к пожарам на обширных территориях и, соответственно, ухудшению состояния природной среды и негативному влиянию на здоровье человека.

Источник: https://greenologia.ru/eko-problemy/toplivnuy-promyshlennost.html

Основные закономерности протекания атмосферной коррозии — электронный каталог продукции,разработка мобильных приложений,АОС,автоматизированные обучающие системы,семинары по нефтегазовой тематике,разработка СТУ,СТУ

Атмосферная коррозия — наиболее распространенный вид коррозии металлов, протекающей во влажной воздушной среде: примерно 80% металлических конструкций, зданий, сооружений, мостов, машин и т.п. эксплуатируются в атмосферных условиях. Отличительной особенностью атмосферной коррозии является то, что она протекает не в объеме электролита, а в тонких пленках. При этом коррозионный процесс протекает по законам электрохимической кинетики, но имеет свои специфические особенности.

Основными факторами, влияющими на скорость протекания атмосферной коррозии, являются:

• влажность атмосферы;
• химический состав атмосферы;
• длительность периодов увлажнения и высыхания пленок влаги.

Рис. 1. Основные коррозионно опасные примеси в атмосфере

Рассмотрим подробнее механизм влияния вышеуказанных факторов на интенсивность коррозионного разрушения.

Влажность атмосферы

В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара. Влажность воздуха обычно численно описывается следующими факторами:

• абсолютная влажность (количество пара), г/м3;
• давление водяного пара, атм (Па);
• относительная влажность, (φ), рассчитываемая, как (Р/Рнас)·100%, где Р — давление водяного пара, находящегося в воздухе; Рнас — давление насыщенного водяного пара, находящегося при данной температуре.

В соответствии с показателями влажности воздуха, атмосферная коррозия может быть классифицирована следующим образом:

• сухая атмосферная коррозия;
• влажная атмосферная коррозия;
• мокрая атмосферная коррозия.

Сухая атмосферная коррозия протекает в очень тонких пленках (до 10 нм) при влажности воздуха 30-50% и характеризуется поверхностным окислением металла по химическому механизму с образованием соответствующих оксидов (явление «потускнения» металла). Как правило, не приводит к серьезным коррозионным разрушениям.

Влажная атмосферная коррозия начинается обычно при относительной влажности воздуха выше 70%. При этой влажности, называемой критической, происходит капиллярная конденсация влаги и вода начинает проявлять свойства электролита.

Капиллярную конденсацию могут стимулировать шероховатость поверхности, различные неровности, загрязнения металла твердыми частицами (пыль) и т.п.

Толщина формирующихся на металле пленок влаги составляет от 0,01 до 1 мкм и в этих условиях к поверхности металла происходит очень интенсивное поступление кислорода, что приводит к ускорению коррозионного процесса по сравнению с объемом электролита. Механизм протекания процесса влажной атмосферной коррозии показан на рис. 2.

Рис. 2. Влажная атмосферная коррозия

Критическая влажность может снижаться из-за присутствия на поверхности металла загрязнений (естественных или антропогенных), которые притягивают влагу из воздуха.

Например, частицы солей аммония, адсорбированные стальной поверхностью, существенно уменьшают критическую влажность с 70-80% до 50% (см. рис. 3).

Также критическую влажность понижают образующиеся на поверхности металла продукты коррозии (особенно продукты коррозии стали), что, в конечном счете, приводит к ускорению коррозионных процессов.

Рис. 3. Влияние загрязнений на капиллярную конденсацию влаги на поверхности металла

Мокрая атмосферная коррозия протекает при толщинах пленки влаги на металлической поверхности от 1 до 1000 мкм. Процесс коррозии несколько замедляется по сравнению с влажной атмосферной коррозией вследствие затрудненности диффузии кислорода к поверхности металла и более сходен с обычной электрохимической коррозией.

Химический состав атмосферы

Коррозионная агрессивность атмосферы определяется не только влажностью, но и различными химическими веществами: твердыми и газообразными. В воздухе содержатся различные газы биогенного, природного и антропогенного происхождения (SO2, SO3, NO2, N2O3, N2O5, H2S, Cl2 и др.), а также частицы твердых веществ (хлориды, сульфаты, силикаты, частицы пыли и др.) (рис. 1).

Все эти вещества, могут растворяться в пленках конденсированной влаги, увеличивая ее коррозионную агрессивность. Наиболее опасными в коррозионном отношении газами являются SO2 и SO3, образующие с парами воды в атмосфере аэрозоли сернистой и серной кислот.

В общем виде классификация коррозионной агрессивности атмосферных сред приводится в следующих стандартах:

• ISO 9223: «Коррозия металлов и сплавов. Коррозионная активность атмосферы. Классификация»;
• ISO 12944: «Лаки и краски. Защита стальных конструкций от коррозии защитными окрасочными системами».

Длительность периодов увлажнения и высыхания пленок влаги

Конструкции в открытой атмосфере подвержены воздействию осадков, агрессивных газов, аэрозолей и других факторов.

Общую продолжительность нахождения пленки влаги на поверхности металла определяют как суммарную продолжительность выпадения дождя и росы, воздействия тумана и оттепелей в зимний период, а также длительность высыхания поверхности.

При толщине пленок влаги более 30 мкм (мокрая коррозия), скорость коррозионного процесса определяется скоростью испарения влаги, времени и частотой повторного смачивания. Скорость испарения зависит, в свою очередь, от относительной влажности φ, температуры, интенсивности воздухообмена.

Следует отметить, что процессы смачивания металла могут уменьшать общую скорость атмосферной коррозии металла за счет смывания коррозионно-активных адсорбционных пленок и отчистки поверхности металла от пыли и твердых солей.

Скачайте наше специализированное учебно-справочное приложение «Защита от коррозии»

Источник: http://transenergostroy.ru/blog/osnovnye_zakonomernosti_protekaniya_atmosfernoy_korrozii.html