КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Защита металлов от коррозии
Металлы, как и растения, животные и люди, тоже «болеют». Это не только износ рабочих поверхностей и деформации (температурные и нагрузочные) деталей, но и самая опасная «болезнь» строительных и машиностроительных конструкций — коррозия металлов. Общеизвестен закон природы: из двух состояний с большей вероятностью реализуется то, которое более устойчиво (стабильно). Металлы За всю историю человечества добыто около 20 млрд. т железа, около 6 млрд. т его находится сейчас в машинах Различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую. Процесс коррозии определяется тремя видами факторов (рис. 1.45): химической природой и структурой металла или сплава, из которого изготовлена деталь; содержанием агрессивных веществ в окружающей среде и температурой среды.
Химическая коррозия — это разрушение металлов под воздействием высокотемпературных газов или жидкостей (без электролиза). При высоких температурах образуется нагар на клапанах и головках блока цилиндров, на свечах зажигания, на поршнях (верхней части юбки и поршневых канавках), на компрессионных кольцах, на арматуре печей
Электрохимическая коррозия проходит в жидких средах, проводящих электрический ток; в процессе ее происходит электролитическое разрушение металла. Одним из условий для возникновения электрохимической коррозии является наличие воды. Вода есть в атмосфере, в грунте, на поверхностях деталей и конструкций. Рассмотрим процесс коррозии (рис. 1.46) на примере
Следовательно, для возникновения процесса электрохимической коррозии необходимы три условия: — наличие разных металлов, т. е. металлов или отдельных фаз с отличающимся водородным потенциалом; — наличие воды; — наличие солей, кислот. Гальванические пары образуются не только между различными материалами, но и между микроскопически малыми различными кристаллами сплава. Иногда субмикроскопические гальванические пары могут происходить по границам зерен. Например, высокохромистые стали подвержены межкристаллической коррозии. Фазы с хромом имеют
Атомы металлов при контакте с электролитом переходят в раствор в виде ионов. Переход атомов металлов в ионы, Металлы с отрицательным водородным потенциалом (-) вытесняют водород из кислот, а металлы с положительным потенциалом (+) вытесняются водородом из раствора. В случае толстой плотной пленки возможна стабилизация коррозии. Такие пленки образуются на алюминии, свинце, олове, никеле и хроме. Они не пропускают газы Коррозионные разрушения (рис. 1.48) могут быть сплошными (равномерными и неравномерными), местными (пятнами и точками) и межкристаллическими.
Из рис. 1.49 видно, что уменьшение коррозии возможно при подборе материала детали; снижении агрессивности среды; создании защитных пленок и управлении процессом коррозии. Методы защиты от коррозии (рис. 1.49) определяются необходимостью нейтрализации факторов (рис. 1.45), определяющих интенсивность коррозии (подбор антикоррозийных материалов; снижение агрессивности и температуры среды; отделение поверхности детали от агрессивной среды; целевое управление процессом коррозии).
1. Подбор материала детали выполняется исходя из водородного потенциала металла. Так, из рис. 1.47 видно, что изделия из золота, платины и серебра более коррозийностойкие, чем изделия из железа, цинка и алюминия, но эти
материалы дорогие, поэтому находят ограниченное применение в быту и технике. Химически чистые металлы имеют более высокие антикоррозионные свойства, чем сплавы. Так, «демидовское железо», выплавляемое на древесном угле Чугуны коррозийно более стойки чем стали, а у последних скорость коррозии увеличивается с ростом содержания углерода. Алюминий и его сплавы имеют очень низкий 2. Снижение агрессивности среды выполняется путем добавки антиокислительных присадок в смазочное масло и топливо и в системы охлаждения. Для систем отопления проводится предварительная подготовка воды (удаление солей и железа). Немаловажным фактором является снижение температуры теплоносителя. Например, для системы отопления снижение температуры со 100–110° С до 60–70° С, естественно, приведет не только к снижению тепловых 3. Покрытия поверхностей деталей могут выполнять следующие задачи: отделение материала детали от агрессивной среды; замыкание гальванической электрической цепи не через агрессивную среду, а через металлическое покрытие и, в результате, прекращение электрохимической коррозии; «жертвование» материала покрытия (в основном Zn) на коррозионное разрушение и тем самым снижение коррозии основного материала детали.
Покрытия наносятся на поверхности деталей (хром и никель), посуду (эмаль), жесть и трубы (цинк), консервные банки (олово) и днища (лужение кузовов) легковых автомобилей, например, автомобилей М20 «Победа». В настоящее время для изготовления днищ кузовов используются неметаллические и биметаллические покрытия. Металл наносят с помощью электрогальванических процессов (осаждение никеля, хрома, цинка) или металлизации. Гальваническое покрытие обеспечивает хорошее сцепление с основным металлом, но требует технологически сложной подготовки поверхностей и высокой культуры производства. 4. Метод защиты металлов протекторами (рис. 1.50)
5. Способ катодной защиты внешним током (рис. 1.51) металлических конструкций, судов и магистральных трубопроводов впервые был применен в 1910 году для защиты от коррозии подземных строительных сооружений. Этот способ отличается от метода протекторов тем, что к защищаемой детали подводится отрицательный потенциал от источника питания, а положительный — к вспомогательному аноду.
Одной из основных технологических операций защиты деталей строительных конструкций и машин от коррозии является окраска (рис. 1.52), предназначенная не только для защиты от коррозии, но и для эстетических целей.
Подготовка поверхности к окраске заключается в механической правке и выравнивании поверхностей, обезжиривании поверхности перед окраской и фосфатировании. Обезжиривание выполняется Фосфатирование поверхности получается при обработке деталей фосфорной кислотой, или раствором солей, или фосфатирующим грунтом. Фосфатный слой хорошо защищает поверхность от коррозии, причем в случае его повреждения и слоя краски коррозия не будет распространятся от места повреждения под неповрежденной частью. Грунтовка необходима для обеспечения хорошей сцепляемости Шпаклевание поверхности необходимо для выравнивания поверхности от рисок, царапин, дефектов сварных швов, а также для защиты металла от коррозии. Шпаклевки снижают механическую прочность покрытия, поэтому рациональна минимально необходимая их толщина. При необходимости заделки больших дефектов используются эпоксидные шпаклевки, которые можно наносить слоем до 20 мм. Шпаклевание может быть местное и сплошное. Сначала выполняется местное шпаклевание: с помощью шпателя вручную выполняют замазку трещин, швов и раковин. Сплошное шпаклевание осуществляется с помощью краскораспылителя. Просушка выполняется без подогрева в течение 30 минут. Шлифование слоя шпаклевки проводится шлифовальными шкурками вручную или шлифовальными машинками. Наружные слои покрытия предназначены для декоративных Для окраски используются нитроэмали и синтетические эмали. Достоинством нитроэмалей является просушка при естественной температуре в течение 10–15 минут. Всего наносится 5–6 слоев толщиной 8–10 мкм с обязательной просушкой каждого слоя. Однако нитроэмалевое покрытие имеет недостаточную стойкость к коррозии и требует сложной технологической полировки. Поверхность сначала шлифуется и покрывается растворителем, далее полируется пастами. Синтетические эмали придают покрытию более устойчивый блеск и лучшую защиту от коррозии. Срок их службы 4–5 лет. Количество слоев — 2–3, и значительно упрощается полировка. Однако полимеризация (просушка) синтетического покрытия происходит при высокой температуре 120–130° С в течение часа, что требует использования сложного оборудования. Лакокрасочное покрытие может наноситься следующими способами: 1 — ручная окраска кистью; 2 — окраска погружением детали в ванну с краской; 3 — нанесение краски воздушным распылением; 4 — нанесение краски безвоздушным распылением; 5 — окраска в электростатическом поле. Воздушное распыление проводится с помощью пистолетов-распылителей в специальных камерах или помещениях, оборудованных вентиляционными установками. Краска При безвоздушном распылении предварительно подогретая краска подается насосом под давлением 40–60 кгс/см2 через распылитель. При этом расход краски уменьшается на 20–25 % по сравнению с воздушным распылением. Наиболее эффективной является окраска в электростатическом поле (рис. 1.53). Однако необходима предварительная
окраска внутренних поверхностей и глубоких впадин. Кроме того, часть краски, не получив заряда, теряется. Почти Сушка покрытий заключается в удалении летучих Различают по способу подачи тепла конвекционную
При терморадиационной сушке источником тепла являются невидимые инфракрасные лучи, которые свободно проходят через слой покрытия и нагревают металл. Испарение растворителя и образование корки начинается с нижней части слоя, тем самым создаются хорошие условия для В качестве источников инфракрасного излучения применяются термоизлучатели, нагреваемые электрическим током или газом. Панели излучателей нагреваются до 400–500° С «Полезность» ржавчины: трубы, лист, швеллер и другой металл, зарытый в результате небрежной работы в землю, утопленный в болота и реки, возвращается в свое естественное состояние — окислы (руда). Архитектор Джон Динел в 1959 году в городе Молине создал «ржавое здание», считая, что людям неприятно смотреть на полированные алюминиевые фасады и человечество должно вернуться к более грубому стилю. Институт американской архитектуры присудил «ржавому» зданию золотую медаль. В Чикаго построен небоскреб «Сивин сэнтер», покрывающийся потоками ржавчины во время дождя. Мост через реку Консумнес через несколько месяцев после постройки приобрел красивую и редкую зеленовато-коричневую окраску (была подобрана низкоуглеродистая сталь, которая покрывалась такой пленкой в атмосферных условиях). Есть мостовые стали, которые ржавеют 2–4 года, а потом образуется черная и плотная пленка, крепко сцепляющаяся с металлом
Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 872; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |