Metalų korozija ir erozija: priežastys ir apsaugos būdai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Metalo gaminių eksploatavimo aplinkoje dažnai atsiranda cheminių, mechaninių ir elektrinių išorinių poveikių. Dėl to netinkamai prižiūrint tokius elementus, taip pat nepaisant saugos standartų, gali kilti konstrukcijų ir dalių deformacijos bei sugadinimo rizika. Taip yra dėl atsirandančių metalų korozijos ir erozijos procesų, kurie ilgainiui prisideda prie visiško gaminio struktūros sunaikinimo.

Kodėl atsiranda rūdžių

Korozinės reakcijos metu sąlygos metalo gaminių struktūriniam sunaikinimui susidaro sąlytyje su cheminėmis ir elektrocheminėmis terpėmis. Pirmuoju atveju medžiaga liečiasi su naftos produktais, anglimi, druska ir kitais mineralais. Elektros srovė šiuo atveju nėra susijusi. Pagrindinė darbo terpė gali būti sausos dujos arba nelaidus skystis. Didžiausią naikinamąjį poveikį turi šviesios veislės.naftos produktai, tokie kaip žibalas ir benzinas. Visų pirma, jūrinio transporto tanklaivio korpusą gali paveikti sieros junginiai ir rūgščių likučiai, esantys jų sudėtyje.

Elektrocheminėje korozijoje taip pat yra srovės poveikis. Sudėtingą metalo erozijos sunaikinimą lydės mechaninis susidėvėjimas. Situaciją gali apsunkinti tai, kad patį išorinį poveikį lems natūralios aplinkos ypatybės – pavyzdžiui, jūros vandenyje gali vykti cheminės reakcijos su elektrolitais. Pats metalinis korpusas yra nevienalytės struktūros medžiaga, dėl kurios susidaro mikrogalvaninės poros. Būtent jie kartu su metalinėmis konstrukcijos dalimis veikia kaip anodai, sudarydami sąlygas korozijos procesui.

Erozijos priežastys

Bendrai kalbant, erozija reiškia mechaninį susidėvėjimą, dėl kurio gali pasikeisti gaminio dydis, forma, svoris ir kitos savybės. Kokia yra metalo erozijos priežastis? Fizikiniai išorinio poveikio procesai, mažinantys konstrukcijos ar atskiros dalies paviršinio sluoksnio mikrotūrių stiprumą. Be to, veikiančios medžiagos yra ne tik mechaniniai veiksniai, pvz., tiesioginis kontaktas su kietomis abrazyvinėmis medžiagomis.

Tai gali būti šiluminės, dujinės ir cheminės aktyvios terpės, kurios gali veikti ir atskirai, ir kaip papildomanusidėvėjimo faktorius. Pavyzdžiui, dujų srautai prisideda prie kietųjų dalelių judėjimo darbinių mišinių tiekimo vamzdynu grandinėje, o tai daro netiesioginį ardomąjį poveikį metaliniams paviršiams.

Metalų apsaugos nuo korozijos metodai

Praktika rodo, kad 80% sąlygų medžiagų apsaugai nuo korozijos nustatomos paviršiaus paruošimo etape. Likę 20% jau suteikiami eksploatacijos metu. Maždaug toks pat apsaugos priemonių efektyvumo santykis stebimas ir metalų erozijoje, kai naudojamos priemonės, mažinančios ruošinių susidėvėjimą.

Pagrindinės apsaugos nuo korozijos sritys yra struktūrinė, pasyvioji ir aktyvioji. Struktūrinė apsauga užtikrinama naudojant specialius nerūdijančio plieno, Corten plieno ir spalvotųjų metalų lydinius. Aktyvūs metodai apima medžiagos struktūros pakeitimą dvigubu elektriniu sluoksniu - elektrocheminės apsaugos metodu. Kalbant apie pasyviuosius metodus, juose naudojamos specialios dangos, kurios neleidžia susidaryti koroziniam elementui.

Metalo terminio apdorojimo rūšys

Metalo ruošinių technologinio apdirbimo metodų grupė, kuri taip pat orientuota į paviršiaus sluoksnio struktūrinį pokytį, siekiant apsaugoti nuo korozijos pažeidimų. Skiriami šie tokio apdorojimo tipai:

• Atkaitinimas. Terminis apdorojimas, kai metalas kaitinamas, po to laipsniškas aušinimas.
• Užgrūdinimas. ATplienas ir jų lydiniai gali būti naudojami kaip tiksliniai produktai. Kietėjimo metu struktūra persikristalizuoja, o palaikius medžiagą kritinėje temperatūroje, seka aušinimas. Dalyje, kuri buvo apdorota tokiu būdu, susidaro nepusiausvyra struktūra, kuri yra ribojantis veiksnys pasirenkant šį metodą.
• Atostogos. Alternatyvus metalo terminio apdorojimo būdas, susijęs su grūdinimu, kuris taip pat gali būti kaip pagalbinis žingsnis keičiant konstrukciją. Bet kokiu atveju jį įgyvendinant pašalinami per dideli plieno įtempiai, dėl kurių pagerėja antikorozinės savybės.
• Normalizavimas. Apdorojimas panašus į atkaitinimą. Skirtumas tas, kad atkaitinimo metu aušinimas vyksta krosnyje, o normalizuojant – ore.

Metalų apsaugos nuo erozijos metodai

Pagrindinė metalinių medžiagų apsaugos nuo erozijos kryptis yra specialių dangų kūrimas. Visų pirma, metalizavimas, kai ant ruošinio dengiamas antikorozinis lydinys, padidina chemines ir mechanines konstrukcijos savybes. Dėl to sumažėja susidėvėjimas, o dalies dizainas gali išlaikyti ankstesnį našumą.

Taip pat kuriamos nemetalinės dilimui atsparios dangos specifiniams tikslams. Pavyzdžiui, metalų erozija, susidaranti besitrinančių paviršių sąlygomis, dažnai aptinkama transporto priemonių dalyse. Tokiai apsaugai naudojami deimantiniai, keraminiai ir kombinuoti junginiai su padidintu stiprumu ir kietumu.

Ypatybėsapsauga nuo dujų erozijos

Šiuo atveju akcentuojama ne mechaninė dalių apsauga, o cheminė-fizinė izoliacija. Galima naudoti tiek specialius medžiagų laikymo ir laikymo būdus, tiek specialius tepalus, apsaugančius nuo metalo erozijos. Apsauga nuo nusidėvėjimo ir prevencija taip pat priklauso nuo šilumos izoliacijos.

Šia kryptimi naudojamos tokios medžiagos kaip grynas chromas ir NT prekės ženklo nairitas. Chromo trūkumas yra tas, kad jam būdingas kietumo ir lankstumo trūkumas. Dėl šios priežasties jis retai naudojamas kaip konstrukcijos izoliacijos elementas. Kalbant apie nairitą, jo pagrindu gaminami lipnūs skysti mišiniai, per kuriuos susidaro monolitinės dilimui atsparios sandarikliai.

Apsaugos terminiu purškimu metodas

Tai universali apsaugos technologija, tinkanti ir korozijos prevencijai, ir mechaniniam nusidėvėjimo izoliavimui. Jo panaudojimo technika slypi tame, kad cinko dalelės ant detalės paviršiaus užtepamos dujų srove. Skirtingai nuo kitų metalizavimo būdų, šis metodas sudaro iki dešimčių mikronų storio apsauginį sluoksnį. Taip užkertamas kelias erozijos procesams, vykstantiems inžinerinės įrangos mazguose, taip pat transporto tinkluose ir didžiuosiuose naftotiekiuose.

Išvada

Neigiamos įtakos metalo konstrukcijoms procesai verčia veikiančias įmones išlaidautididelės sumos jų išlaikymui. Tuo pačiu metu efektyviausios apsaugos priemonės, kaip taisyklė, yra brangesnės. Kita vertus, preliminarūs gaminių naudojimo sąlygų tyrimai dėl rūdžių susidarymo ar metalo erozijos rizikos gali sumažinti tokias išlaidas. Faktas yra tas, kad lydinio pasirinkimo etape nustatomos daugelis kritinių konstrukcijų techninių ir apsauginių savybių. Dalies gamybos etape legiruojant ir įvedant modifikuojančius priedus, galima užtikrinti optimalias apsaugines savybes.