Защита от коррозии и хлористых солей исполнительных механизмов

Действие протектора ограничивается определенным расстоянием. Максимально возможное удаление его от защищаемой конструкции называется радиусом защитного действия протектора.Протекторную защиту применяют в тех случаях, когда получение энергии извне для организации катодной защиты связано с трудностями, а сооружение специальных электролиний экономически невыгодно. Протекторную защиту применяют для борьбы с коррозией металлических конструкций в морской и речной воде, грунте и других нейтральных средах. Использование протекторов в кислых растворах нецелесообразно вследствие высокой скорости саморастворения.4.1.3. Анодная защитаАнодную защиту применяют при эксплуатации оборудования в хорошо электропроводных средах и изготовленного из легко пассивирующихся материалов – углеродистых, низколегированных нержавеющих сталей, титана, высоколегированных сплавов на основе железа. Анодная защита перспективна в случае оборудования, изготовленного из разнородных пассивирующихся материалов, например, нержавеющих сталей различного состава, сварных соединений. При анодной защите потенциал активно растворяющегося металла смещают в положительную сторону до достижения устойчивого пассивного состояния. В результате происходит не только существенное (в тысячи раз) снижение скорости коррозии металла, но и предотвращается попадание продуктов его растворения в производимый продукт. Смещение потенциала в положительную сторону можно осуществлять от внешнего источника тока введением окислителей в раствор или введением в сплав элементов, способствующих повышению эффективности протекающего на поверхности металла катодного процесса. Анодная защита пассивирующими ингибиторами-окислителями основана на том, что в процессе их восстановления возникает ток, достаточный для перевода металла в пассивное состояние. В качестве ингибиторов могут быть использованы соли Fe3+, нитраты, бихроматы и др. Применение ингибиторов позволяет защищать металл в труднодоступных местах – щелях, зазорах. Недостатком этого способа защиты является загрязнение технологической среды.Для успешного применения анодной защиты объект должен отвечать следующим требованиям: − материал аппарата должен пассироваться в технологической среде; − конструкция аппарата не должна иметь заклепок, количество щелей и воздушных карманов должно быть минимальным, сварка должна быть качественной; − катод и электрод сравнения в защищаемом устройстве должны постоянно находиться в растворе.4.2 Изоляция металла от коррозионной среды Придать металлу устойчивость к коррозии можно путем создания защитной пленки на его поверхности. Применяется несколько разновидностей таких пленок: − металлическую поверхность окрашивают раствором пигмента (красящего вещества) в олифе (частично окисленном в растительном масле). Олифа в тонком слое быстро окисляется кислородом воздуха и образует плотную защитную пленку; − на поверхность металла наносят раствор высокомолекулярных соединений в низкокипящем растворителе. После испарения растворителя на поверхности металла остается полимерная пленка, преграждающая доступ окислителей к металлу; − металлические изделия смазывают неокисляющимися маслами, которые хорошо смачивают металл при повышенной температуре в жидком виде и при застывании образуют на поверхности слой, изолирующий металл от окружающей среды. Для более надежной защиты металла в состав смазок вводят ингибиторы (замедляют процесс коррозии); − на поверхности металла создают неметаллические покрытия из неорганических веществ. Наиболее известны методы оксидирования (воронения) – образования на поверхности металлов слоя оксидов, например, FeO, Fe2O3, Fe3O4, Al2O3, через которые кислород воздуха почти не проникает. Нанесение данного вида покрытия можно осуществить термическим, химическим и электрохимическим методами; − коррозирующий металл покрывают слоем другого металла, практически не коррозирующего в тех же условиях (Zn, Cd и др.) Такие покрытия называют анодными, если они изготовлены из металла с более отрицательным потенциалом, и катодными, если они состоят из металла с более положительным потенциалом. Наибольшее распространение нашли для защиты от коррозии лакокрасочные материалы, представляющие собой многокомпонентные, жидкие смеси, которые высыхают после нанесения на поверхность с образованием прочно сцепленной пленки. В состав лакокрасочного материала входят синтетические и природные смолы, растворители и разбавители, пластификаторы и пигменты.4.3 Изменение свойств коррозионной среды Изменение свойств окружающей среды возможно осуществить двумя путями – удалением агрессивного компонента среды или введением ингибитора. 67 Значительное снижение скорости коррозии наблюдается при удалении влаги (паров воды) из окружающей среды, что достигается изоляцией изделий от окружающей среды путем упаковки в полимерный материал и введением в ограниченный объем веществ, способных поглощать влагу, в частности, для этих целей используется силикагель. Вещества, способные при незначительных добавках их к коррозионной среде эффективно уменьшать коррозию металла или сплава, называют замедлителями (ингибиторами) коррозии. Чаще всего применяют такие замедлители коррозии, добавки которых к раствору электролита вызывают заметное изменение потенциала металла в этом растворе, приближая его к потенциалу малоактивных металлов.[19]5 Защита от водно-солевых нагрузокДействие растворов солей ведет к серьезным изменениям в химическом составе атмосферы и земной коры. Речь идет о таких процессах, как смещение углекислотного равновесия в окружающем воздушном пространстве и появление агрессивной углекислоты, о выбросах кислых сернистых и азотистых выхлопных газов транспорта, а также ТЭЦ и промышленных предприятий. Особую опасность представляет собой насыщение атмосферы и грунтов сульфосоединениями[20].Хлориды магния и кальция термодинамически устойчивы в виде кристаллогидратов переменного состава, а сульфат натрия – в виде десятиводного кристаллогидрата Na2SO4*10H2O . Попадая в стены с грунтовыми водами или уже находясь в кирпиче и растворяясь под действием атмосферной влаги, растворы солей пронизывают капилляры и поры кирпичной массы. В зависимости от температуры и уровня влажности среды в теле кирпича и на его поверхности с той или иной скоростью начинают идти попеременные процессы испарения воды и кристаллизации солей в виде твердых кристаллогидратов – объемных гидрофильных образований.Водорастворимые соли на кладке кроме указанных выше сульфатов могут включать еще хлорид натрия NaCl (поваренная соль), карбонат калия K2CO3 (поташ), карбонат натрия Na2CO3 (сода). Эти соли добавляются в кладочные растворы в период зимней кладки, а затем мигрируют с водой по капиллярной сети материала. Кроме того, цокольные этажи зданий в городах серьезно страдают от солевой нагрузки поверхностных талых вод (хлористый натрий и хлористый кальций). При намокании в атмосферных условиях и последующем высыхании соли выступают на поверхность под действием капиллярных сил. Удалить их систематической водоструйной обработкой не представляется возможным, ибо процесс выхода солей на поверхность носит перманентный характер – соли стремятся навстречу влаге [20]. Вода, как известно, имеет полимерную структуру. Ассоциаты полимерных форм в состоянии льда состоят из 5 молекул, а при переходе в жидкую фазу могут включать до 10 и более единичных молекул. Полимерный характер воды обусловлен образованием т.н. водородных связей. Электроотрицательный кислород притягивает протон водорода к свободным электронным парам, и образуется водородная связь, устойчивая до температуры 100°С.Этим различием в свойствах воды и пара можно объяснить то обстоятельство, что водонепроницаемые системы при соответствующих размерах пор могут быть паропроницаемыми. По указанным причинам масса и, соответственно, объем кристаллогидратов на порядок и более могут превышать массу и объем безводной соли.Водонерастворимые соли – это продукты карбонизации свободной извести, продукты превращения гидрокарбонатов кальция и магния грунтовых вод в карбонаты, а также возможные остатки строительного раствора.ЗАКЛЮЧЕНИЕКоррозия металлов — это процесс их химического разрушения под действием окружающей среды. Коррозия уничтожает 1/3 массы металлов, получаемых ежегодно в мире. Методы защиты от коррозии подробно рассмотрены в настоящей работе.Очень опасен такой вид коррозии, как межкристаллитная коррозия, связанная с усиленной коррозией границ зерен в сплавах. Этот вид коррозии металла наблюдается обычно в сварных швах.Различают также щелевую и контактную коррозию, возникновение которых связано с конструктивными особенностями металлических изделий.Коррозия металлов ускоряется под воздействием та- ких эксплуатационных факторов, как трение, радиация, высокая скорость потока среды. В зависимости от характера среды различают такие виды коррозии металлов в химически активных средах, как газовая коррозия. (окисление металла газообразными окислителями: кисло- родом воздуха, СО и др.), атмосферная коррозия (коррозия металлов в атмосферных условиях), почвенная коррозия (коррозия металлов в почве), биокоррозия (разрушение металлов продуктами жизнедеятельности некоторых ми кроорганизмов), морская коррозия (коррозия металлов в морской воде), коррозия в топливе (коррозия металлов, находящихся в зоне горения топлива) и др.Один из основных видов защиты химической аппаратуры от воздействия кислот и щелочей нанесение резиновых покрытий (гуммирование). Такое покрытие в благоприятных условиях сохраняет свои защитные свойства до семи лет.Из неорганических поверхностных покрытий на железе и его сплавах применяют фосфатные пленки.Для получения пластмассовых покрытий используют винилпласт (толщиной 0,5-1 мм), пластикат (1-3 мм), пластифицированный поливинилхлорид (2-3 мм). Эмалирование производят наплавлением на металлический материал (восновном сталь и чугун) прозрачных, бес- цветных или окрашенных стекол одним или несколькими слоями (эмали).Состав эмали для железа и стали (в процентах по массе): 50-60 SiO2; 2-8 Al2O3;4-10 CaO; 12-30 Na₂O; 0-30 Ba₂O₃;7-9 F;0,2-0,3 СОО (или NiO).