Cara untuk mengurangkan kadar intensiti dan kakisan produk logam

Hakisan adalah kemusnahan spontan permukaan logam di bawah pengaruh interaksi logam dengan alam sekitar. Terutama memanifestasikan pada tegasan mekanikal dan haba yang tinggi, proses kakisan menyebabkan kerosakan besar terhadap struktur keluli. Dengan betul menilai kadar kakisan bermakna meningkatkan ketahanan produk.

Kandungan:

• Klasifikasi jenis karat
• Mekanisme kejadian dan perkembangan fenomena kakisan
• Elektrolitik
• Di hadapan asid
• Di hadapan beban
• Kaedah untuk menilai proses kakisan
• Penentuan kelajuan proses kakisan
• Amalan pengujian kakisan logam
• Cara untuk mengurangkan kakisan: mekanisme dan keberkesanan
• Salutan logam
• Pencelupan

Klasifikasi jenis karat

Korosi dikelaskan mengikut kriteria berikut:

1. Dengan keseragaman aliran. Terdapat lebih seragam, kakisan permukaan (di mana ketebalan dinding produk berkurangan dengan ijazah yang sama) dan tidak seimbang, kakisan fokus, yang dicirikan oleh rupa mata yang rosak atau borok pada permukaan keluli.
2. Dalam arah tindakan. Hakisan terpilih berlaku di mana hanya komponen tertentu struktur logam terjejas, dan bersentuhan, yang memusnahkan logam tertentu (untuk sebatian bimetal).
3. Dengan skala tindakannya, jenis kakisan seperti dikenali sebagai intergranular, bertindak secara destruktif di sepanjang sempadan biji keluli (dengan penyebaran secara berperingkat ke dalam), dan sebahagian besarnya, yang menjejaskan seluruh permukaan pada masa yang sama.

Keamatan kakisan meningkat dengan ketara jika, sebagai tambahan kepada perubahan yang buruk / turun naik dalam suhu dan kelembapan, tegangan tegangan, serta medium agresif kimia, juga menjejaskan permukaan sentuhan logam.

Keamatan karat meningkat berkali-kali disebabkan keretakan antara kristal bersebelahan dan bloknya. Tekanan tegangan tegangan luaran lebih agresif terhadap keluli.

Mekanisme kejadian dan perkembangan fenomena kakisan

Oleh kerana kebanyakan permukaan keluli berfungsi dalam persekitaran kelembapan tertentu, serta dalam air, larutan garam garam, asid dan alkali, mekanisme elektrolisis adalah mekanisme utama untuk penampilan karat. Satu-satunya pengecualian adalah kakisan relau, yang berlaku dalam struktur logam peranti pemanasan: terdapat kerosakan permukaan yang berlaku disebabkan oleh pembentukan skala karat suhu tinggi.

Elektrolitik

Semasa kakisan elektrolitik dengan kehadiran oksigen, tindak balas penghidratan besi berlaku dalam keluli, produk akhirnya ialah oksida besi hidrat Fe (OH) 2. Fenomena ini dipanggil hakisan jenis anoda. Tetapi prosesnya tidak berakhir di sana. Hidrat oksida besi adalah bahan yang tidak stabil dan, dengan kehadiran air (atau wap air), terurai dengan cepat ke dalam pelbagai oksida besi:

• pada suhu tinggi, sebahagian besarnya oksida besi FeO terbentuk;
• di bilik atau sedikit lebih tinggi - besi oksida Fe2O3;
• pada pertengahan (dalam julat suhu + 250 ... + 450 ° C) - oksida besi magnet-Fe3O4.

Walau bagaimanapun, permukaan karat keluli, hanya penunjuk fenomena ini boleh sama ada kemerah-merahan coklat atau kelabu kuning.

Di hadapan asid

Mekanisme yang sedikit berbeza dari pembentukan karat berlaku di hadapan asid, larutan berasid atau media cair yang tidak mengandung oksigen. Di sini pembubaran anodik keluli berlaku dengan pembentukan hidrida - sebatian besi dan hidrogen. Tetapi yang terakhir adalah bahan kimia yang tidak stabil, mereka dengan cepat mengoksidakan dalam persekitaran udara dan lembap dan juga membentuk karat, hanya lebih longgar. Hidrida besi terurai dengan cepat apabila sebatian sulfur hadir di atmosfera atau persekitaran.

Di hadapan beban

Menurut skim ketiga, kakisan berlaku apabila beban luaran digunakan pada permukaan sentuhan. Di sini, sebagai tambahan kepada dua komponen tradisional, komponen ketiga semestinya ada - pelincir. Oleh kerana semua sebatian organik sentiasa mengandungi oksigen dan hidrogen, tindak balas mekanik kimia pengoksidaan pelincir mula berlaku dengan peningkatan suhu pada sentuhan. Mereka berakhir dengan kenyataan bahawa, daripada mengurangkan geseran, pelincir yang digunakan dan sebahagiannya sudah hancur mula aktif mengoksidakan permukaan, membentuk karat.

Kaedah untuk menilai proses kakisan

Keamatan kakisan relatif terhadap keluli ditentukan bergantung kepada sifat fenomena kakisan. Biasanya bermula dengan pengesanan visual karat di permukaan.

Menggunakan mikroskop konvensional atau juga pembesar, seseorang dapat menilai dengan ketepatannya ketepatan proses kakisan dan tahap kerosakan pada permukaan logam.

Penunjuk kakisan yang dipanggil lebih tepat ditentukan oleh tahap kerosakan. Dengan bantuan mereka, anda boleh mengetahui:

• kehilangan berat badan akibat kakisan;
• pengurangan saiz linear bahagian atau struktur;
• intensiti kerosakan bergantung kepada masa kediaman bahagian dalam persekitaran yang mengakis.

Sebagai tambahan kepada penilaian kuantitatif kehadiran karat, satu kualitatif juga mungkin. Penunjuknya dikenal pasti perubahan dalam struktur mikro keluli. Jadi, kakisan intergranular atau terpilih dikesan. Lebih kurang kerap kali, keamatan dan kadar kakisan ditentukan oleh perubahan dalam komposisi kimia persekitaran yang mengelilingi logam atau dengan jumlah hidrogen yang dikeluarkan.

Petunjuk kakisan tertentu yang memberi kesan kepada kadar kakisan termasuk:

1. Ciri-ciri kakisan integral. Ia dikira sebagai kehilangan massa produk keluli sepanjang tahun dibahagikan dengan kawasan permukaan di mana karat muncul. Dalam kes ini, permukaan keluli yang berkarat dianggap sebagai satu di mana terdapat juga titik rosak tunggal.
2. Kakisan linear. Ia dikira bergantung kepada kepadatan bahagian dan ketebalan lapisan produk yang berkecai sepanjang tahun.

Apakah nilai terbaik untuk digunakan? Sekiranya mungkin untuk menimbang dengan tepat bahagian sebelum dan selepas pengoperasiannya, atau untuk menilai perubahan dalam komposisi kimia penyelesaian di mana bahagian ini berfungsi, maka taksiran integral proses kakisan lebih baik. Khususnya, prestasi gris kenalan dinilai. Jika bahagian diperiksa hanya beberapa kali setahun atau penilaian keamatan fenomena kakisan mesti dilakukan dengan segera, lebih baik menggunakan parameter kedua.

Penentuan kelajuan proses kakisan

Petunjuk korosi juga membantu menentukan keamatan perubahan buruk. Untuk melakukan ini, gunakan konsep "kadar karat logam." Ia boleh dianggarkan oleh dua ciri yang berbeza yang berbeza dari masa ke masa.

Petunjuk kakisan boleh ditetapkan oleh ciri kuantitatif berikut:

• dengan kawasan permukaan yang berkarat;
• jumlah berat badan;
• dengan perubahan ketumpatan;
• oleh masa kediaman bahagian atau struktur dalam persekitaran yang mengakis (hari);
• untuk mengurangkan ketebalan.

Dalam kes ini, kriteria kuantitatif untuk menilai sifat kakisan keluli sepanjang tempoh masa tertentu boleh:

• kehilangan kakisan mutlak ke atas kawasan;
• mengubah dimensi linear produk;
• rintangan kakisan linear;
• kadar kakisan;
• kadar kakisan linear (milimeter setahun);
• jumlah rintangan kakisan atau ketahanan.

Dalam amalan, penggunaan satu kriteria atau yang lain bergantung kepada kaedah melindungi permukaan logam. Ia boleh dicat cat tahan cuaca, dan anda boleh menggunakan logam dengan pelindung pelindung. Jika hakisan berlaku secara sama rata, maka keberkesanan perlindungan dapat dinilai lebih tepat.

Sekiranya intensiti pembentukan karat di tempat-tempat yang berlainan produk berbeza, maka kaedah perlindungan yang paling sesuai hanya boleh dipilih apabila bahagian itu dimuatkan dengan tekanan tegangan luaran. Kemudian, dari masa ke masa, bukan sahaja penampilan perubahan permukaan, tetapi juga beberapa ciri fizikalnya, khususnya, kekonduksian terma dan rintangan elektrik.

Amalan pengujian kakisan logam

Penunjuk kakisan adalah faktor cuaca - suhu, komposisi dan kelembapan relatif persekitaran, sifat pengagihan beban luaran. Ia juga perlu mengambil kira perubahan dalam pencahayaan pada waktu siang, jumlah hujan, pencemaran udara yang mungkin. Sebagai contoh, dalam bidang pelepasan sisa longkang berhampiran dengan tumbuhan kimia dan kilang logam, disertai oleh peningkatan yang ketara dalam peratusan SO2, proses kakisan sangat aktif.

Sebagai penunjuk aktiviti kakisan, anda boleh menggunakan pergantungan kuantitatif kakisan pada masa:

1. Linear - paling kerap ini adalah permukaan logam yang tidak mempunyai pelindung.
2. Secara eksponen berkurangan - didapati dalam kakisan asid logam konvensional dan aloi.
3. Eksponen meningkat - apabila terdapat salutan pelindung pada permukaan bahagian.

Keamatan pembentukan karat di bawah keadaan sedemikian mengurangkan:

• kelajuan angin yang rendah;
• mengurangkan kitaran masa perubahan indikator kelembapan relatif;
• sifat kesan medium menghakis di permukaan.

Dengan angin lemah atau ketiadaannya, tidak ada syarat untuk mencampurkan aliran membasuh permukaan sentuhan keluli. Dengan fasa yang berpanjangan kelembapan yang rendah dan tinggi pada tahun ini, filem karat permukaan mempunyai masa untuk membentuk, membengkak dan berasingan dari logam asas. Ketebalan permukaan akan berkurangan, tetapi proses korosi terpaksa "bermula" terlebih dahulu, dan ini memerlukan bukan sahaja masa, tetapi juga keadaan yang sesuai - angin atau perubahan dalam komposisi kimia udara, yang tidak selalu berlaku.

Kelembapan, asid atau alkali boleh mencapai permukaan keluli dalam bentuk titisan atau dengan semburan. Kaedah pertama adalah tipikal untuk kawasan yang mempunyai jumlah hujan yang tinggi, dan yang kedua adalah untuk persekitaran yang tidak menyenangkan di mana fungsi sebahagian atau struktur logam.

Cara untuk mengurangkan kakisan: mekanisme dan keberkesanan

Keupayaan permukaan dicat untuk menahan proses kakisan bergantung pada mekanisme kakisan yang berlaku. Sebagai contoh, dengan pendedahan berterusan kepada media aktif kimia, perbezaan potensi permukaan luaran produk logam dan volum dalamannya berubah dengan ketara. Dalam kes ini, arus korosif berlaku yang meningkatkan proses kakisan (fenomena yang sering menyebabkan pemusnahan paip keluli di saluran paip bawah tanah). Di sini, pewarna tidak memberikan apa-apa kesan, kerana komposisi kimia permukaan yang ditutup dengan lapisan cat tidak berubah dari masa ke masa.

Salutan logam

Ia adalah satu lagi perkara apabila permukaan disalut dengan logam yang mempunyai potensi elektrolitik negatif berkenaan dengan proses redoks. Dengan penguasaan tindak balas oksidatif, lebih berkesan untuk melindungi keluli dengan menggunakan salutan permukaan yang mengandungi aluminium dan zink - logam yang "ditinggalkan" besi dalam aktiviti oksigen mereka.

Proses sedemikian - galvanizing dan aluminizing - digunakan secara meluas dalam amalan perlindungan anticorrosion unit keluli dan bahagian individu yang terletak dalam persekitaran pengoksidaan. Menghidupkan dalam situasi ini bersifat tambahan, untuk meningkatkan ciri-ciri hiasan permukaan.

Dalam persekitaran yang mengurangkan, proses pembentukan hidrida besi dapat disekat secara berkesan oleh penciptaan pelapis permukaan logam yang terletak "ke kanan" hidrogen: ini adalah tembaga dan semua logam berharga. Penyaduran tembaga, walaupun digunakan dalam amalan, biasanya dilakukan untuk kawasan permukaan yang agak kecil, kerana ia merupakan proses yang sangat mahal dari segi kewangan. Ia adalah untuk situasi seperti itu yang boleh dan patut diterapkan.

Pencelupan

Peranan pelindung cat terdiri daripada fakta bahawa perencat kakisan selalu ada dalam komposisi mereka - komponen yang melambatkan proses proses pembentukan skala dari masa ke masa. Rumus kimia bahan perencat direka sedemikian rupa sehingga, sebagai akibatnya, kemunculan karat dihentikan. Keanjalan komposisi salutan moden membolehkan lapisan untuk berjaya menahan tekanan permukaan yang menimbulkan permulaan proses kakisan.

Ciri-ciri antikorrosif cat meningkat jika ia mengandungi polimer organosilicon yang meningkatkan keupayaan permukaan dicat untuk menahan perubahan kelembapan dan suhu, tanpa mengira musim. Walau bagaimanapun, cat seperti itu mempunyai dua kelemahan penting:

• beracun;
• tidak berkesan dalam keadaan mekanisma kakisan elektrolitik.

Jadi, sebatian pewarnaan yang dipilih dengan betul dapat menghalang proses korosi dengan berkesan. Untuk melakukan ini, mereka mesti mengandungi inhibitor kakisan, mempunyai keanjalan yang mencukupi dan kekuatan mekanikal, sedikit berubah dari masa ke masa.