A korrózió a fémfelületek spontán pusztulása a fém és a környezet kölcsönhatása hatására. A korróziós folyamatok, különösen a megnövekedett mechanikai és termikus igénybevételek során, nagy károkat okoznak az acélszerkezetekben. A korróziós sebesség helyes értékelése azt jelenti, hogy megnövekszik a termék tartóssága.
- A rozsda típusainak osztályozása
- A korróziós jelenségek előfordulásának és kialakulásának mechanizmusai
- elektrolit
- Savak jelenlétében
- Teher jelenlétében
- Korróziós folyamatok értékelési módszerei
- A korróziós folyamatok sebességének meghatározása
- A fémek korróziós vizsgálatának gyakorlata
- A korrózió csökkentésének módjai: mechanizmus és hatékonyság
- Fém bevonat
- színezés
A rozsda típusainak osztályozása
A korróziót a következő kritériumok szerint osztályozzuk:
- Az áramlás egyenletessége által. Az egyenletesebb felületi korrózió (amelynél a termék falvastagsága ugyanolyan mértékben csökken) és egyenetlen, fókuszkorrózió van, amelyet sérült pontok vagy fekélyek megjelenése jellemez az acél felületén.
- A cselekvés irányába. A szelektív korrózió akkor fordul elő, amikor a fémszerkezetnek csak bizonyos alkotóelemeit érinti, és érintkezés, amely elpusztít egy bizonyos fémet (bimetall vegyületek esetén).
- Az ilyen korrózió típusa hatásának nagysága szerint szemcsék közötti, romboló hatású, az acél szemcséjének mentén (fokozatosan befelé terjedve) és ömlesztett hatású, ugyanakkor az egész felületet érintve.
A korrózió intenzitása jelentősen növekszik, ha a hőmérsékleti és páratartalom káros változásain / ingadozásain túl a húzófeszültségek, valamint egy kémiailag agresszív közeg szintén befolyásolják a fém érintkező felületét.
A korrózió intenzitása sokszor növekszik a szomszédos kristályok és tömbjeik közötti repedés miatt. A külső szakító-nyomó feszültségek még agresszívabbak az acélnál.
A korróziós jelenségek előfordulásának és kialakulásának mechanizmusai
Mivel a legtöbb acélfelület bizonyos páratartalom mellett, valamint a vízben, sók, savak és lúgok vizes oldataiban működik, a rozsda megjelenésének legfontosabb mechanizmusa az elektrolit. Az egyetlen kivétel a kemencekorrózió, amely a fűtőberendezések fémszerkezeteiben fordul elő: ott a felületi sérülések a magas hőmérsékletű rozsdaképződés miatt keletkeznek.
a tartalomhoz ↑elektrolit
Az oxigén jelenlétében végzett elektrolitikus korrózió során a vas hidratációs reakciója acélban megy végbe, amelynek végterméke a vas-oxid-hidrát Fe (OH) 2. Ezt a jelenséget az anód típusú korróziónak nevezik. De a folyamat ezzel nem ér véget. A vas-oxid-hidrát instabil anyag, és víz (vagy vízgőz) jelenlétében meglehetősen gyorsan bomlik különböző vas-oxidokká:
- megemelt hőmérsékleten túlnyomórészt vas-oxid FeO képződik;
- szobában vagy valamivel magasabb - vas-oxid Fe2O3;
- közbenső helyen (+ 250 ... + 450 ° C hőmérsékleti tartományban) - mágneses vas-oxid-Fe3O4.
Mindenesetre az acél felülete rozsdásodik, ennek a jelenségnek csak a mutatói lehetnek vöröses-barnás vagy szürkés-sárga.
a tartalomhoz ↑
Savak jelenlétében
A rozsdaképződés kissé eltérő mechanizmusa jelenik meg savak, savoldatok vagy folyékony közegek jelenlétében, amelyek nem tartalmaznak oxigént. Itt az acél anódos oldódása hidridek - vas és hidrogénvegyületek - képződésével történik. Az utóbbi azonban kémiailag instabil anyag, levegőben és nedves környezetben gyorsan oxidálódik, és rozsda is kialakul, csak lazább. A vashidrid különösen gyorsan bomlik, ha kénvegyületek vannak jelen a légkörben vagy a környezetben.
a tartalomhoz ↑Teher jelenlétében
A harmadik séma szerint korrózió akkor fordul elő, amikor az érintkező felületekre külső terheléseket alkalmaznak. Itt a két hagyományos alkotóelem mellett szükségszerűen jelen van egy harmadik alkotóelem is - kenőanyag. Mivel az összes szerves vegyület mindig tartalmaz oxigént és hidrogént, a kenőanyag oxidációjának mechanokémiai reakciói az érintkezés hőmérsékletének növekedésével kezdődnek. Végül azzal jár, hogy a súrlódás csökkentése helyett a használt és részben már elpusztult kenőanyag aktívan oxidálja a felületet, és rozsdát képez.
Korróziós folyamatok értékelési módszerei
A korróziónak az acélhoz viszonyított intenzitását a korróziós jelenségek jellegétől függően határozzuk meg. Általában a rozsda vizuális felismerésével kezdődik a felületen.
Hagyományos mikroszkóp vagy akár nagyító segítségével meglehetősen pontosan meg lehet határozni a korróziós folyamatok intenzitását és a fémfelület károsodásának mértékét.
Az úgynevezett korróziós mutatókat a sérülés mértéke határozza meg pontosabban. Az ő segítségükkel megtudhatja:
- súlycsökkenés a korrózió miatt;
- az alkatrész vagy szerkezet lineáris méretének csökkentése;
- a károsodás intenzitása az alkatrész korrozív környezetben való tartózkodási idejétől függően.
A rozsda jelenléte mennyiségi meghatározása mellett kvalitatív is lehetséges. Indikátorai az acél mikroszerkezetében azonosított változások. Tehát intergranuláris vagy szelektív korróziót észlelünk. Sokkal ritkábban a korrózió intenzitását és sebességét a fémet körülvevő környezet kémiai összetételének megváltozása vagy a felszabaduló hidrogén mennyisége határozza meg.
A korróziós sebességet befolyásoló speciális korróziós mutatók a következők:
- Beépített korróziós tulajdonság. Ezt úgy számolják, hogy az acéltermék tömegvesztesége az év során elosztható a rozsda felületének felületével. Ebben az esetben a korrodált acél felületét olyannak tekintik, amelyen sérült pontok is vannak.
- Lineáris korrózió. A számítás az alkatrész sűrűségétől és a termékréteg vastagságától függ, amely az év során korrodálódott.
Mi a legjobb érték? Ha lehetséges egy rész pontos mérése működése előtt és után, vagy az oldat kémiai összetételében bekövetkező változások kiértékelése, amelyben ez a rész működött, akkor a korróziós folyamatok integrált értékelése előnyösebb. Különösen az érintkezőzsír teljesítményét értékelik. Ha az alkatrészt évente csak többször ellenőrzik, vagy a korróziós jelenségek intenzitását azonnal meg kell vizsgálni, akkor jobb a második paraméter használata.
a tartalomhoz ↑
A korróziós folyamatok sebességének meghatározása
A korróziós indikátorok segítenek meghatározni a káros változások intenzitását is. Ehhez használja a "fém korrózió mértéke" fogalmat. Két különböző tulajdonsággal becsülhető meg, amelyek időről időre változnak.
A korróziós mutatók a következő mennyiségi jellemzőkkel állíthatók be:
- a korrodált felület területe szerint;
- teljes fogyás;
- a sűrűség változásai alapján;
- az alkatrész vagy szerkezet tartózkodási ideje korrozív környezetben (nap);
- a vastagság csökkentése érdekében.
Ebben az esetben az acélkorrózió jellegének bizonyos időtartamra történő értékelésére vonatkozó mennyiségi kritériumok a következők lehetnek:
- abszolút korróziós veszteség a területen;
- a termék lineáris méreteinek megváltoztatása;
- lineáris korrózióállóság;
- korróziós sebesség;
- lineáris korróziós sebesség (milliméter / év);
- teljes korrózióállóság vagy tartósság.
A gyakorlatban az egyik vagy a másik kritérium alkalmazása a fémfelület védelmének módszerétől függ. Festhető időjárásálló festékek, és használhat fémet védőbevonattal. Ha a korrózió egyenletesen megy végbe, akkor a védelem hatékonysága pontosabban kiértékelhető.
Ha a rozsdaképződés intenzitása a termék különböző helyein eltér, akkor a legmegfelelőbb védelmi módszert csak akkor lehet kiválasztani, ha az alkatrészt külső húzófeszültséggel terhelik. Ezután az idő múlásával nemcsak a felület megjelenése változik, hanem annak fizikai tulajdonságai is, különösen a hővezető képesség és az elektromos ellenállás.
a tartalomhoz ↑A fémek korróziós vizsgálatának gyakorlata
A korróziós mutatók éghajlati tényezők - a hőmérséklet, a környezet összetétele és relatív páratartalma, a külső terhelések eloszlásának jellege. Szintén figyelembe kell venni a megvilágítás változását a napszak alapján, a csapadék mennyiségét és a lehetséges légszennyezést. Például a kémiai üzemek és kohászati üzemek közelében található füstgáz-hulladék-kibocsátás területén, amelyet az SO2 százalékának hirtelen növekedése kísér, a korróziós folyamatok élesen aktiválódnak.
A korróziós aktivitás mutatóiként felhasználhatja a korrózió időbeli kvantitatív függőségét:
- Lineáris - ez leggyakrabban a fémfelületekre jellemző, amelyek nem tartalmaznak védőbevonatot.
- Exponenciálisan csökken - megtalálható a hagyományos fémek és ötvözetek savkorróziójában.
- Exponenciálisan növekszik - ha az alkatrész felületén védőbevonat van.
A rozsdaképződés intenzitása ilyen körülmények között csökkenti:
- alacsony szélsebesség;
- csökken a ciklikus időbeli változások a relatív páratartalom mutatókban;
- a maró hatású közegnek a felületre gyakorolt hatása.
Gyenge szél esetén vagy annak hiányában nincs feltételek a patak keverésére, hogy megmossák az acél érintkező felületét. Az alacsony és magas páratartalom hosszabb fázisaival az év folyamán a felszíni rozsda fóliának ideje kialakulni, megduzzadni és elkülönülni az nemesfémből. A felület vastagsága csökken, de a korróziós folyamatok először kénytelenek "indulni", és ez nem csak időt igényel, hanem megfelelő körülményeket is igényel - szél vagy a levegő kémiai összetételének megváltozása, ami nem mindig igaz.
Nedvesség, sav vagy lúg cseppek vagy spray formájában juthat az acél felületére. Az első módszer tipikusan megnövekedett csapadékmennyiségű területeken, a második pedig kedvezőtlen környezetekben, ahol az alkatrész vagy a fémszerkezet működik.
A korrózió csökkentésének módjai: mechanizmus és hatékonyság
A festett felületnek a korróziós folyamatoknak való képessége attól függ, hogy melyik korróziós mechanizmus érvényesül. Például, kémiailag aktív közeggel való állandó expozíció esetén a fémtermék külső felületének és belső térfogatának potenciális különbsége jelentősen megváltozik. Ebben az esetben korróziós áramok fordulnak elő, amelyek fokozzák a korróziós folyamatot (ez a jelenség gyakran okozza az acélcsövek pusztulását a földalatti csővezetékekben). Itt a festés semmilyen hatást nem ad, mivel a festékréteggel borított felület kémiai összetétele az idő múlásával nem változik.
a tartalomhoz ↑Fém bevonat
Más kérdés, ha a felületet fémmel vonják be, amelynek elektrolitikus potenciálja negatív a redox folyamatok szempontjából. Mivel az oxidatív reakciók túlnyomó része az acél védelme hatékonyabb, ha alumíniumot és cinkfémeket tartalmazó felületi bevonatot alkalmaznak, amelyek oxigén aktivitásában „maradnak” a vasból.
Az ilyen folyamatokat - galvanizálást és aluminizálást - széles körben alkalmazzák az acélegységek és az oxidáló környezetben elhelyezkedő egyes alkatrészek korrózióvédelmének védelmében. Ezekben a helyzetekben a festés kiegészítő jellegű, hogy javítsa a felület dekoratív tulajdonságait.
Egy redukáló környezetben a vashidrid képződésének folyamatát hatékonyan blokkolhatjuk a hidrogén jobb oldalán elhelyezkedő fémek felületének bevonásával: ez a réz és az összes nemesfémek. A rézbevonást, bár a gyakorlatban használják, általában viszonylag kis felületekre hajtják végre, mivel ez a pénzügyek szempontjából nagyon költséges folyamat. Ilyen helyzetekben alkalmazható és alkalmazható a színezés.
a tartalomhoz ↑színezés
A festékek védő szerepe abban áll, hogy a korróziógátlók mindig jelen vannak a összetételükben - olyan komponensek, amelyek az idő múlásával lelassítják a rétegképződés folyamatát. Az inhibitor anyagok kémiai összetételét oly módon tervezték, hogy ennek eredményeként a rozsda megjelenése megálljon. A modern bevonószerkezetek rugalmassága lehetővé teszi, hogy a bevonatok sikeresen ellenálljanak a korróziós folyamatok kialakulását provokáló felületi feszültségeknek.
A festékek korróziógátló tulajdonságai javulnak, ha olyan szilícium-dioxid polimereket tartalmaznak, amelyek növelik a festett felületnek a nedvesség és a hőmérséklet változásainak való ellenállását, az évszaktól függetlenül. Az ilyen festékeknek azonban két jelentős hátránya van:
- mérgező;
- hatástalan az elektrolitikus korróziós mechanizmus körülményei között.
Így a helyesen kiválasztott színezőanyagok hatékonyan blokkolhatják a korróziós folyamatokat. Ehhez korróziógátlókat kell tartalmazniuk, elegendő rugalmassággal és mechanikai szilárdsággal kell rendelkezniük, idővel kissé megváltoznak.
