...

Modalități de prevenire a ruginii

Metalele sunt elemente chimice care suferă reacții de oxido-reducere. Un proces necontrolat se numește coroziune. În cazul în care suprafața piesei metalice nu este protejată împotriva contactului cu substanțe agresive, în timp util se produce o pierdere ireversibilă a rezistenței construcției. Unul din fiecare șase furnale înalte din lume lucrează pentru a recupera pierderile prin coroziune. Potrivit cercetărilor efectuate de Institutul de Chimie Fizică al Academiei de Științe din România, pierderea anuală de fier este de 10%.

Modalități de combatere a coroziunii

Mecanisme de distrugere a metalelor prin coroziune

Coroziunea metalelor are loc în zona în care suprafața instalației este în contact cu mediul agresiv. Ca urmare a acestei interacțiuni, se formează noi compuși chimici metalici – oxizi și săruri. Structura compușilor derivați poate fi densă, protejând suprafața metalului de degradare ulterioară sau liberă, apoi crusta de rugină crește, procesul de oxidare a metalului continuă.

Ulterior, pelicula protectoare densă se poate descompune într-un mediu ostil – reacționând din nou prin eliberarea de. Factorii care cauzează coroziunea metalelor sunt numeroși.Protecția este esențială:

  1. din medii chimic agresive din atmosferă, din mediul acvatic și din subteran;

  2. Procese electrochimice în perechi de electroni;

  3. curenți vagabonzi;

  4. biocoroziune;

Și fiecare dintre factorii dăunători și suma lor are un efect multifațetat asupra structurii externe și interne a metalului.Procesele de degradare a metalelor în natură au loc într-un mediu în care fiecare factor joacă un rol:

  1. Structuri din beton în scoarța terestră, conducte, coloane depind de condițiile de sol și de compoziția apelor subterane.

  2. Cu cât sunt mai mulți vapori umezi și gaze acide corozive în aer, cu atât mai gravă este coroziunea.

  3. Mediile lichide din sursele de apă dulce și salină diferă în agresivitatea lor în funcție de compoziția sărurilor care acționează ca electrolit și de agresorul chimic.

Toate metalele sunt susceptibile la coroziune

Metalele prețioase platină, argint și aur nu reacționează chimic, sunt inerte și nu se corodează.

Pe suprafața cromului, nichelului, titanului, zincului, cadmiului și aluminiului se formează pelicule dense de oxid. Cu toate acestea, unele acoperiri nu sunt suficient de rezistente, se deteriorează în medii acide sau alcaline.

Cuprul și fierul nu au nici măcar o protecție minimă – suprafața este în mod constant oxidată, deoarece se formează un strat poros care nu blochează accesul la gaze corozive.

Cupru cu o patină verde.Structura de fier se corodează cu o placă de diferite culori, în funcție de condiții:

  1. În medii apoaseÎn prezența lipsei de oxigen, se dezvoltă o crustă galbenă de FeO(OH)

    O.

  2. În aer uscatși rareori ruginește maro Fe2O3.

  3. Efectul umidității atmosferice asupra metaluluiDetermină formarea de solzi roșii de Fe2O3*

    O.

  4. Solzi negri de Fe3O4este un feromagnetic, este creat artificial pentru a face metalul supraconductor.

A fost stabilit un model care crește efectul coroziv al mediului atunci când metalele sunt în contact între ele. Acestea sunt împărțite în cinci grupe în funcție de afinitatea lor. Metalele din aceeași grupă nu sunt antagoniste și pot fi utilizate împreună. Metalele din grupe diferite în contact cresc coroziunea electrochimică.

  1. Grupa 1– magneziu.

  2. 2 grupuri– Cadmiu, aluminiu, zinc.

  3. grupul 3– plumb, staniu, fier și oțel carbon.

  4. Grupa 4– Oțeluri cu crom și crom-nichel, crom, nichel.

  5. Grupa 5– Cupru și aliajele sale cu nichel, argint.

Cel mai comun metal de construcție de pe pământ este fierul. Protecția la fractură a structurilor din oțel și aluminiu prelungește durata de viață a produsului și previne accidentele.

Condițiile prealabile pentru coroziune sunt:

  1. Expunerea prelungită la umiditate, acizi sau baze.

  2. variații de temperatură.

  3. Metalul este supus unei tensiuni alternante, vibrațiilor și frecării.

  4. Expunerea la radiații.

  5. Expunerea la curenți turbionari, statică, curenți direcți, radiații electromagnetice.

  6. Distrugerea biologică a metalelor de către bacterii.

Tipuri de coroziune

Tipuri de prevenire a coroziunii

Natura daunelor provocate de coroziune la structuri depinde de tipul de metal, dar duce invariabil la deteriorarea structurii și la pierderea rezistenței. Coroziunea solidă arată ca o crustă neregulată de granule fragile care se desprinde pe întreaga suprafață. Se întâmplă mai des ca elementele de fixare realizate din alte materiale să cedeze la îmbinare. De exemplu, niturile de aluminiu de pe plăcile de titan sunt distruse, în timp ce metalul de bază rămâne intact.

Coroziunea se poate răspândi în mod invizibil sub suprafață, creând stratificare. Intergranular – rupe structura, componenta își pierde rezistența prin pierderea legăturilor interne. Umezeala pătrunde în spațiul dintre cele două părți care urmează să fie sudate, favorizând astfel coroziunea în crăpături. Deteriorarea prin perforare poate crea găuri de trecere.

Toate tipurile de coroziune, condițiile prealabile pentru apariția lor au fost studiate și tot mai multe metode sunt inventate pentru a proteja suprafața de contactul metalic cu mediul extern.

Modalități de reducere a ratei de coroziune

Cel mai eficient mod de a crește rezistența metalelor este adăugarea de liganzi care modifică proprietățile materialului. Acesta este modul în care sunt create oțelurile inoxidabile speciale și alte aliaje.

Se utilizează anumite tipuri de protecție:

  1. Pasiv;

  2. Activ;

  3. Structural.

În cazul în care scopul este de a proteja pasiv o suprafață, se folosesc diferite acoperiri. Ele formează pelicule impermeabile de diferite grosimi și scopuri.

Acoperiri nemetalice:

  1. Protecție chimică– Nitrurare, fosfatare – aplicarea de inhibitori de coroziune urmată de fixare.

  2. Aplicarea de acoperiri cu vopsea.

  3. Acoperire cu pulbere polimerică.

Metodele de acoperire de mai sus sunt eficiente atâta timp cât suprafața nu este crăpată sau exfoliată. Necesită o reînnoire sistematică, nu se aplică în medii inaccesibile.

Înainte de a aplica un strat nou, trebuie îndepărtat stratul vechi. Îndepărtați orice reziduuri de vopsea, pete de rugină, degresați, amorsați cu grund. Procesul este intensiv în muncă.

Controlul activ al coroziunii asigură o degradare electrochimică care are loc în vapori galvanici într-un mediu umed. În acest caz se folosește un anod de sacrificiu ca metal de fractură, ca în cazul cazanelor electrice de apă caldă. Un câmp electric poate fi aplicat structurii, care crește potențialul electrodului metalului de construcție.

Metoda constructivă – se realizează tampoane izolatoare între metale antagoniste, se folosesc aliaje neutre.

Tipuri de acoperiri de suprafață nemetalice

Numeroși compuși, adecvați pentru aplicații tehnice generale și speciale. Grupul include grunduri, materiale de umplutură, lacuri și vopsele.

Tipuri de protecție:

  1. Emailuri de silicatfuncționează la temperaturi ridicate în medii agresive. Pelicula de oglindă protejează foarte bine suprafața, dar fisurarea apare atunci când apare o sarcină de impact, se pierde etanșarea.

  2. Filme polimerice, create prin scufundarea, vârtejul și pulverizarea termică cu gaz a rășinilor lichide IMS de polistiren, polipropilenă, fluoroplastic, epoxidice. Se formează o peliculă subțire, cu un posibil efect anti-frecare.

  3. prin fosfatarea pieselor într-o soluție de săruri de zinc și fosforproduce o peliculă rezistentă în soluții saline fierbinți.

  4. UmidificareÎnfrunzirea suprafețelor interne ale rezervoarelor și țevilor de alcalii și acizi. Acoperirea de cauciuc nu este rezistentă, trebuie înlocuită după câțiva ani de utilizare.

  5. Oxidare.Oțelul bleumarin cu o turnare albăstruie „grasă” este produs printr-un tratament alcalin special cu trecerea unui curent electric. O suprafață groasă de 1,5 microni asigură protecție împotriva coroziunii pe toată durata de viață a piesei.

Tipuri de galvanoplastie

Modalități de combatere a coroziunii

Metodele de galvanizare se bazează pe utilizarea electrolitului și a curentului continuu. Electrolit – o soluție pentru cromare, zincare sau nichelare de suprafață. Unul dintre electrozii utilizați este o piesă pe care se aplică un strat uniform de placare. Procesul este complex, depinde de mai mulți factori și de grosimea dorită a stratului protector. Se aplică pe suprafața metalelor feroase și neferoase. Anodizarea poate produce un strat protector de diferite grosimi și structuri – poros, plastic, dur.

Au fost elaborate metode:

  1. Nichelare chimică și electrolitică;

  2. Caz de călire a nichelului

  3. Anodizarea aluminiului și a aliajelor sale;

  4. Zincare;

  5. Coppering;

  6. Pasivizare chimică;

  7. Polizare electrolitică;

  8. Acoperiri multistrat.

Să aruncăm o privire la unele dintre aceste procese de galvanizare.

Acoperire din aluminiu

Anodizarea aluminiului și a aliajelor sale este o metodă obișnuită de obținere a unor caracteristici unice pentru metalul ușor. Un pistol Glock fabricat dintr-un astfel de material nu își pierde capacitatea de funcționare după ce a fost scufundat în apă de mare pentru mai mult de o lună.

Anodizarea poate obține un finisaj de suprafață care imită oțelul inoxidabil, plasticul cu diferite texturi. O formă de galvanizare, „emulsificarea” creează o peliculă protectoare mată sau transparentă de înaltă rezistență.

Galvanizare

Prin depunerea zincului pe catod, suprafața își păstrează caracteristicile chiar și după ce stratul protector a fost deteriorat și previne ruginirea. Dar zincul este sensibil la rășini, grăsimi și uleiuri.

Procesul de electroliză se realizează într-o baie cu un electrolit alcalin sau slab acid. Tratamentul alcalin este potrivit pentru piese cu forme complexe, iar tratamentul acid creează un strat decorativ care imită cromarea. Pasivarea pe termen scurt protejează suprafața de oxigenul atmosferic.

Dacă se toarnă un electrolit de nichel în baia de galvanizare, acoperirea rezistentă este potrivită pentru producția de ulei și pentru echipamentele de prelucrare a lemnului.

Cimentare

Depunerea placării de nichel pe suprafață prin carburare este utilă pentru oțelurile inoxidabile și feroase. Alierea crește rezistența la abraziune. În oțelul negru, nu numai porii, ci și golurile intergranulare sunt închise, crescând astfel rezistența la coroziune a stratului dublu de acoperire.

Cimentarea, procesul primar de galvanizare, este menționată pentru extrudarea electrolitului lichid. Nu se mai desprinde pelicula de pe piesele de aluminiu de formă complexă. Creează un substrat de protecție sub stratul de bază al nichelării chimice sau electrochimice.

Caracteristici ale placării chimice de nichel

După galvanizare sau cupru, acoperirea cu nichel electrolizant protejează piesa de prelucrat împotriva coroziunii termice, prin adăugarea de săruri de fosfor în cantitate de 10%. Dar rezistența acoperirii poate fi crescută prin adăugarea de fosfor și bor. Duritatea crescută a suprafeței face ca acest material să fie potrivit pentru arbori de manivelă, pivoți de piston, cilindri. Costul de placare chimică de nichel este mult mai mare decât cel de placare cu nichel electrolitic.

Pasivizare chimică

Chiar și oțelurile inoxidabile fără protecție de suprafață pot suferi pitting. Pasivarea chimică realizată, de asemenea, într-o baie galvanică. Electroliții utilizați sunt cromații și molibdații într-un mediu nitrat, toți fiind agenți oxidanți puternici care protejează metalul de influențele agresive ale mediului.

Pelicula de oxid formată la suprafață este insolubilă în apă. Pentru un efect de durată, filmul este protejat – suprafața este lăcuită cu inhibitori de coroziune. Pasivarea chimică a alamei îi conferă nu numai o funcție protectoare, ci și decorativă.

Ce metodă de protecție a suprafețelor metalice este selectată depinde de aplicație.

Modalități de protecție tehnică a structurilor împotriva ruginei

Coroziunea poate fi complet suprimată prin introducerea piesei metalice într-o cameră umplută cu gaz inert. În practică, acest lucru nu este posibil. De aceea se folosesc metode de inhibare a coroziunii, prin eliminarea factorilor dăunători.

Cazanele de abur utilizează apă dezaerată cu eliminarea oxigenului și a dioxidului de carbon, ceea ce duce la formarea de gropi în conductele de abur și în tuburile colectoare. Elimină sărurile de duritate și clorurile.

Protecția electrochimică a platformelor de foraj, a conductelor și structurilor îngropate. Ele sunt conectate la circuitul de curent continuu ca un catod. Electrozii auxiliari inerți servesc drept anod. Această protecție se numește protecție de protecție.

Specialiștii consideră că complexul de măsuri împotriva distrugerii comunicațiilor în sol este cel mai dificil. Coroziunea solului este variabilă și insidioasă. Protecția electrochimică ia în considerare particularitatea și umiditatea solului, creând o deteriorare catodică sau anodică.

Piesele îngropate folosesc acoperirea rezistentă a suprafețelor cu masticuri sau polimeri sub formă de benzi, topituri și emailuri. Un strat de bitum de 3-9 mm este eficient.

Zeci sau sute de kilometri de conducte ar trebui să fie amplasate pe un pat de aciditate egală. Pentru a evita vaporii galvanici, se utilizează un strat de nisip sau calcar în zonele acide. ar trebui să se instaleze stații de protecție catodică pe întreaga lungime a conductei.

Retragere

Coroziunea metalelor nu poate fi oprită, dar impactul ei poate fi redus prin mijloace tehnice. Fără protecție, metalul se va deteriora rapid, având consecințe dezastruoase.

Evaluează articolul
( Nu există încă evaluări )
Adelin Rahaianu

Salutare tuturor! Sunt Adelin Rahaianu, și sunt încântat să împărtășesc pasiunea mea pentru repararea și instalarea echipamentelor cu voi. În calitate de autor pe acest site, sunt ghidat de dragostea mea pentru tehnologie și dorința de a ajuta ceilalți să înțeleagă și să rezolve problemele legate de echipamentele lor.

Comments: 1
  1. Elena Gheorghiu

    Ce măsuri puteți sugera pentru a preveni ruginirea obiectelor metalice?

    Răspunde
Adauga comentarii

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: