Лекция 12. Защита от коррозии

Лекция 12. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

Защита от коррозии – это комплекс мер, которые

· закладываются на стадии конструирования,

· осуществляются в процессе изготовления и

· проводятся в ходе эксплуатации различных машин и конструкций.

АНТИКОРРОЗИОННУЮ ЗАЩИТУ можно осуществлять путем воздействия на:

Материал

Конструкцию,

Коррозионную среду.

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ:

Рациональное конструирование,

Легирование металлических материалов,

Изменение свойств коррозионной среды

Электрохимическая защита,

Защитные покрытия и консервация.

Конструкторы часто упускают детали, необходимые для того, чтобы убедиться в адекватной стойкости к коррозии своих конструкций L

В первую очередь, рассматриваются прочность, вес, термические и электрические показатели.

Коррозионной стойкости и совместимости с окружающей средой, обычно уделяют существенно меньше внимания.

Наилучший путь предотвратить или минимизировать коррозию во время цикла жизни системы - это выбрать стойкие к коррозии материалы на этапе конструкторской разработки.

ЦИКЛ ЖИЗНИ СИСТЕМЫ

График «Классического цикла жизни системы» показывает жизненный цикл системы от установки до порчи компонента. Источник: AMPTIAC Quarterly

Три фазы цикла жизни системы:

1. ввод в действие,

2. нормальная эксплуатация

3. износ

Для систем, сконструированных с недостаточным вниманием к коррозии, во время начальной (первой) фазы выявляются дефекты и ослабление конструкции из-за неожиданной коррозии.

Основная часть жизненного цикла приходится на фазу нормальной работы системы (вторая фаза), сопровождаемую только текущим обслуживанием и ремонтом. Важно правильно обслуживать систему во время этой фазы, проводя предотвращающие коррозию мероприятия.

Третья фаза - система достигает предела операционной жизни, когда количество поломок и связанных с этим действий по обслуживанию, включая замену компонентов, начинает стабильно возрастать.

Источник: AMPTIAC Quarterly

Существует прямая зависимость между количеством поломок, показанных на кривой жизненного цикла, и полными затратами собственника.

В системах, сконструированных без учета внутренней коррозионной стойкости, фаза износа будет достигнута за более короткий период времени.

Следовательно,

· изначально новая система должна быть куплена раньше, чем запланировано или,

· необходимо излишнее обслуживание для сохранения существующей системы в рабочем состоянии,

что потребует ЗНАЧИТЕЛЬНЫХ ЗАТРАТ!

КОРРОЗИЯ - КОНСТРУКТОРСКИЕ ЛОВУШКИ

К сожалению, конструкторы редко имеют прочную базу в понимании коррозии или по ее предотвращению и контролю.

Большинство рассматривает коррозию, как унифицированный процесс и поэтому
не подозревают, что существуют и другие высокоскоростные, локализованные механизмы коррозии.

Часто не принимается во внимание, что идентичные на вид материалы, которые имеют одинаковый химический состав, но были созданы с использованием разных процессов (например, при различной температурной обработке), будут иметь различные скорости коррозии.

Т.е. способность металлической детали корродировать зависит от процессов обработки, которые использовались при ее создании.

ИСПЫТАНИЕ И РЕСУРСЫ

Первый источник информации, как по вопросу предположительных окружающих сред, так и по возможным проблемам коррозии, - это
уже существующая литература и практический опыт.

Информация по износу для системы, уже работающей внутри подобной окружающей среды, может дать хорошее понимание того, чего можно ожидать. Если материалы, использованные в старой системе, имеют тенденцию к коррозии, можно предотвратить использование проблемных материалов в новых системах.

Конструкторы не должны опасаться использования новых материалов.

Использование методик предотвращения и контроля коррозии, таких как химическая обработка, окраска, металлизация и катодная защита, должно быть запланировано, а
не оставлено «на потом», иначе высока вероятность того, что проблемы обслуживания будут приносить неприятности в течение всего срока эксплуатации системы.

Mg

Zn, Al, Cd

Катодная защита

· с наложенным потенциалом – электрический метод

СКЗ - станция катодной защиты

 

Катодная защита основана на том, что при уменьшении потенциала металла можно анодный ток коррозии снизить до нуля, либо до величины, при которой скорость коррозии становится не опасной для работы защищаемого сооружения.

 

Катодная защита - способ защиты сооружений принудительной катодной поляризацией с помощью внешнего источника постоянного тока. Отрицательный полюс внешнего источника тока подключают к защищаемому сооружению, которое исполняет роль катода. Для образования замкнутой по току цепи положительный полюс источника соединяется со вспомогательным электродом - анодом, который находится в той же среде (грунт, вода), что и защищаемый объект. Анодом может служить кусок железной трубы, рельса, либо специально изготовленный анод, который в процессе эксплуатации системы и разрушается, защищая объект от коррозии!

http://www.youtube.com/watch?v=XBcEORZOREc&feature=related

 

· протекторная (гальваническая) защита с «жертвенным» анодом

Если образовать гальванопару из двух металлов и поместить их в электролит (на практике – это влажный грунт, влажная атмосфера, вода и т.п.), то металл с более отрицательным потенциалом станет анодом и будет разрушаться, защищая, тем самым, металл с более высоким потенциалом.

 

Фото: Защита корпуса судна при помощи жертвенного анода из магния
На практике в качестве гальванических анодов используются протекторы из стальных, магниевых, алюминиевых и цинковых сплавов.

протекторная.doc

 

http://www.youtube.com/watch?v=QYd9ENn1nP0&feature=related

 

 

Лекция 12. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ