Металдардың коррозиясы және эрозиясы: себептері мен қорғау әдістері

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Химиялық, механикалық және электрлік сыртқы әсерлер көбінесе металдан жасалған бұйымдар жұмыс істейтін орталарда болады. Нәтижесінде, мұндай элементтерге дұрыс күтім жасамау, сондай-ақ қауіпсіздік стандарттарын елемеу, құрылымдар мен бөліктердің деформациясы мен зақымдалу қаупі болуы мүмкін. Бұл ұзақ мерзімді перспективада өнімнің құрылымының толық бұзылуына ықпал ететін металдардың коррозиясы мен эрозиясының пайда болатын процестеріне байланысты.

Неге тот пайда болады

Коррозиялық реакцияда химиялық және электрохимиялық орталармен жанасу арқылы металл бұйымдарының құрылымдық бұзылуына жағдай жасалады. Бірінші жағдайда материал мұнай өнімдерімен, көмірмен, тұзбен және басқа минералдармен жанасады. Бұл жағдайда электр тогы қатыспайды. Негізгі жұмыс ортасы құрғақ газ немесе өткізбейтін сұйықтық болуы мүмкін. Жеңіл сорттар ең үлкен деструктивті әсерге ие.керосин және бензин сияқты мұнай өнімдері. Атап айтқанда, теңіз көлігі танкерінің корпусына олардың құрамындағы күкірт қосылыстары мен қышқыл қалдықтары әсер етуі мүмкін.

Электрохимиялық коррозияда токтың әсері де бар. Металл эрозиясымен күрделі бұзылу механикалық тозумен бірге жүреді. Жағдай сыртқы әсерлердің өзі табиғи ортаның сипаттамаларымен анықталатындығымен қиындауы мүмкін - мысалы, теңіз суында электролиттермен химиялық реакциялар жүруі мүмкін. Металл корпустың өзі құрылымы бойынша гетерогенді материал болып табылады, бұл микрогальваникалық жұптардың болуына әкеледі. Дәл олар құрылымның металл бөліктерімен бірге анод ретінде әрекет етіп, коррозия процесіне жағдай жасайды.

Эрозия себептері

Жалпы мағынада эрозия механикалық тозуға жатады, нәтижесінде бұйым өлшемі, пішіні, салмағы және басқа да сипаттамалары өзгеруі мүмкін. Металдардың эрозиясының себебі неде? Құрылымның немесе жеке бөліктің беткі қабатының микрокөлемдерінің беріктігін төмендететін сыртқы әсер етудің физикалық процестері. Сонымен қатар, әсер етуші құралдар қатты абразивтермен тікелей байланыс сияқты механикалық факторлар ғана емес.

Бұл термиялық, газдық және химиялық белсенді орталар болуы мүмкін және олар тәуелсіз де, қосымша ретінде де әрекет ете алады.тозу факторы. Мысалы, газ ағындары жұмыс қоспаларын құбыр арқылы жеткізу тізбегіндегі қатты бөлшектердің қозғалысына ықпал етеді, бұл металл беттеріне жанама деструктивті әсер етеді.

Металдарды коррозиядан қорғау әдістері

Тәжірибе көрсеткендей, материалдарды коррозиядан қорғау шарттарының 80% бетті дайындау сатысында жасалады. Қалған 20% пайдалану кезінде қамтамасыз етілген. Қорғаныс шараларының тиімділігінің шамамен бірдей қатынасы дайындамалардың тозуын барынша азайту құралдарын пайдаланған кезде металдардың эрозиясында байқалады.

Тоттанудан қорғаудың негізгі бағыттарына құрылымдық, пассивті және белсенді жатады. Құрылымдық қорғаныс тот баспайтын болаттан, Кортен болаттан және түсті металдан жасалған арнайы қорытпаларды қолдану есебінен жүзеге асырылады. Белсенді әдістер қос электр қабаты бар материалдың құрылымын өзгертуді қамтиды - электрохимиялық қорғау әдісі. Пассивті әдістерге келетін болсақ, олар коррозиялық элементтің пайда болуына жол бермейтін арнайы жабындарды қолдануды қамтиды.

Металды термиялық өңдеудің түрлері

Металл дайындамаларын технологиялық өңдеу әдістерінің тобы, сонымен қатар коррозиядан зақымданудан қорғау мақсатында беткі қабаттың құрылымдық өзгеруіне бағытталған. Мұндай өңдеудің келесі түрлері бөлінеді:

• Жайлау. Термиялық өңдеу, онда металл қыздырылады, содан кейін біртіндеп салқындату.
• Қаттылау. ATболаттар мен олардың қорытпалары мақсатты өнім ретінде қызмет ете алады. Қатайту кезінде құрылым қайта кристалданады, ал материалды сыни температурада ұстағаннан кейін салқындату жүреді. Осындай өңдеуден өткен бөлікте тепе-теңдік емес құрылым қалыптасады, бұл әдісті таңдауда шектеуші фактор болып табылады.
• Демалыс. Металды қатайтуға қатысты термиялық өңдеудің балама әдісі, ол құрылымды өзгертуде көмекші қадам ретінде де әрекет ете алады. Кез келген жағдайда оны жүзеге асыру кезінде болаттың шамадан тыс кернеулері жойылады, бұл коррозияға қарсы қасиеттердің жоғарылауына әкеледі.
• Нормалдау. Жасытуға ұқсас өңдеу. Айырмашылығы жасыту кезінде салқындату пеште, ал қалыпқа келтіру кезінде ауада жүреді.

Металдарды эрозиядан қорғау әдістері

Металл материалдарды эрозиядан қорғаудың негізгі бағыты арнайы жабындарды жасау болып табылады. Атап айтқанда, дайындамаға коррозияға қарсы қорытпаны қолдану түріндегі металдандыру құрылымның химиялық және механикалық қасиеттерін арттырады. Нәтижесінде тозу азаяды және бөлік дизайны бұрынғы өнімділігін сақтай алады.

Арнайы қолданбаларға арналған металл емес тозуға төзімді жабындар да әзірленуде. Мысалы, үйкеліс жағдайында пайда болған металдардың эрозиясы көлік бөлшектерінде жиі кездеседі. Мұндай қорғаныс үшін гауһар тәрізді, керамикалық және беріктігі мен қаттылығы жоғары құрама қосылыстар қолданылады.

Мүмкіндіктергаз эрозиясынан қорғау

Бұл жағдайда бөлшектерді механикалық қорғауға емес, химиялық-физикалық оқшаулауға баса назар аударылады. Материалдарды сақтаудың және сақтаудың арнайы режимдерін де, металл эрозиясын болдырмайтын арнайы жағармайларды да қолдануға болады. Тозудан қорғау және алдын алу сонымен қатар жылу оқшаулауына негізделген.

Бұл бағытта таза хром және NT маркалы наирит сияқты материалдар қолданылады. Хромның кемшілігі оның қаттылығы мен иілгіштігінің жоқтығымен сипатталады. Осы себепті ол құрылымдық оқшаулау элементі ретінде сирек қолданылады. Наиритке келетін болсақ, оның негізінде тозуға төзімді монолитті тығыздағыштар түзілетін шайырлы сұйық қоспалар жасалады.

Термиялық бүрку арқылы қорғау әдісі

Бұл коррозияның алдын алу үшін де, механикалық тозуды оқшаулау үшін де қолайлы әмбебап қорғаныс технологиясы. Оны қолдану техникасы мырыш бөлшектерінің бөліктің бетіне газ ағынымен жағылуында жатыр. Басқа металдандыру әдістерінен айырмашылығы, бұл әдіс қалыңдығы ондаған микронға дейінгі қорғаныс қабатын құрайды. Осылайша, инженерлік жабдықтардың түйіндерінде, сондай-ақ көлік желілерінде және негізгі мұнай құбырларында болатын эрозия процестерінің алдын алады.

Қорытынды

Металл конструкцияларына кері әсер ету процестері операциялық компанияларды жұмсауға мәжбүр етедіоларды ұстауға үлкен сомалар. Сонымен қатар, ең тиімді қорғаныс құралдары, әдетте, қымбатырақ. Екінші жағынан, тот пайда болу немесе металл эрозиясының қаупі үшін өнімдерді пайдалану шарттарын алдын ала зерттеу мұндай шығындарды барынша азайтуға мүмкіндік береді. Өйткені, сыни құрылымдардың көптеген техникалық және қорғаныс қасиеттері қорытпаларды таңдау сатысында белгіленеді. Бөлшекті дайындау сатысында легірлеу және өзгертуші қоспаларды енгізу арқылы оны оңтайлы қорғаныс қасиеттерімен қамтамасыз етуге болады.