зміст: Зміст
Особливості процесу морської корозії
Фактори морської корозії металів
морська корозія - один з видів електрохімічної корозії. Морська вода - відмінний електроліт. Морська вода добре аерованих (близько 8 мг / л кисню), має досить високу електропровідність (може досягати 3 • 10-2 Ом-1 см-1), Яка виключає появу омічного гальмування. Середовище - нейтральна (рН = 7,2 - 8,6). У морській воді присутні солі кальцію, калію, магнію, сульфати натрію, хлориди.
Саме через наявність у морській воді розчинених хлоридів (іонів-активаторів Cl-) Вона має депассівірующім дією, по відношенні до металевої поверхні (руйнує і запобігає появі пасивних плівок на поверхні металу).
Морський корозії піддаються: металева оббивка днищ судів, підводні трубопроводи, морська авіація, різні металоконструкції, що знаходяться у воді, металеві конструкції в портах, прокатні валки на блюмінгу, які охолоджуються морською водою і т.п.
Найбільш часто вибирають для експлуатації в умовах морської корозії сталь. Для швидкохідних морських суден і морської авіації використовують більш легкі сплави.
Особливості процесу морської корозії:
- висока агресивність середовища (як самої води, так і навколишньої атмосфери) -
- великий вплив контактної корозії металів-
- додатковий вплив механічного фактора (ерозія, кавітація) -
- протікання біологічної корозії і великий вплив біологічного фактора (обростання днища морського суду мікроорганізмами).
Морська корозія протікає з кисневою деполяризацією і є електрохімічним процесом. Процес проходить за змішаним діфузіонной-кінетичного катодного контролю. При інтенсивної аерації, швидкому русі морського суду або самої води (протягом) може переважати кінетичний контроль. В умовах нерухомої морської води або при наявності на металевій поверхні товстого кулі вторинних продуктів корозії переважає дифузний катодний контроль.
В умовах морської корозії захисна плівка (оксидна або куля продуктів корозії) є катодом, а метал в порах, тріщинах та інших дефектах - анодом.
При протіканні морської корозії крім рівномірного руйнування додатково утворюються глибокі виразки.
Відео: Корозія металу S-13.flv
Морська атмосфера менш агресивна, ніж промислова.
При протіканні морської атмосферної корозії руйнування носять більш рівномірний характер, ніж корозія в морській воді.
Фактори морської корозії металів
солоність води
Солоність води - впливає на швидкість протікання морської корозії незначно. Солоність води коливається від 10 ‰ (Азовське море) до 35,6 ‰ (Тихий океан). Величина солоності води показує кількість твердих речовин в грамах, розчинених в 1000 г морської води.
Склад морської води
Склад морської води іноді може грати досить велику роль. Наприклад, присутність у воді сірководню полегшує перебіг як катодного, так і анодного процесів корозії. На поверхні металу утворюються важкорозчинні сульфіди, крім того йде підкислення середовища. Іони брому, йоду навіть при дуже малому їх зміст прискорюють процес морської корозії металів. Деякі сполуки можуть сприятливо впливати (вуглекислий кальцій, кремнекіслие з`єднання). Вони утворюють на поверхні металу або сплаву оксидну плівку, що володіє захисним ефектом.
Рух водних мас
Рух водних мас впливає на швидкість дифузії кисню. При інтенсивному перемішуванні води (швидкий рух морського суду) процес проходить переважно з кінетичним контролем, а при нерухомій воді - дифузійним.
ватерлінія
Ватерлінія - зона періодичного змочування водою. Морська корозія поблизу ватерлінії завжди носить посилений характер. Це пов`язано з полегшеним доступом кисню до поверхні (посиленою аерацією поверхні металу) - агресивним впливом бризок (на місці висохлих бризок залишаються кристалики солі, які перешкоджають утворенню захисних плівок) - поверхневий шар морської води більш прогрітий сонячними променями і в умовах посиленої аерації йде посилення корозії металу.
Зазори і щілини
Наявність зазорів і щілин в металоконструкції дуже негативно впливає на морську корозію металу. Метал в щілини погано аерованих і грає роль анода, проходить його посилене розчинення.
Прокатна окалина на поверхні металу
Наявність на поверхні металоконструкції ділянок, неочищених від прокатної окалини в десятки разів може прискорити протікання морської корозії. На поверхні металу виникає гальванопари. В цьому випадку окалина є катодом, а чистий метал - анодом. Проходить анодне розчинення металу. Такий же ефект спостерігається при наявності забарвлених ділянок (по відношенню до незабарвленим) або при порушенні суцільності лакофарбового покриття.
Біологічна морська корозія
Присутність в морській воді різних мікроорганізмів (бактерії, молюски, корали і т.д.) обумовлює проходження біокоррозіі металу. Через їх наростання і скупчення на оббивці днищ судів та інших його частинах, до поверхні погано підходить кисень, виникають різні нерівності, відбувається руйнування поверхні, посилене корозійне руйнування в щілинах і зазорах.
Іноді обростання металоконструкції мікроорганізмами має і позитивний характер. Утворився шар може гальмувати корозійний процес. Ось, наприклад, обростання поверхні стали мідіями значно гальмує корозію металу. Це явище пояснюється значним споживанням мідіями кисню.
Крім значного впливу мікроорганізмів на корозійний процес, їх значне скупчення на днище морського суду може дещо гальмувати його хід, при цьому необхідно збільшувати потужність двигунів.
Морський біокоррозіі найбільш часто піддаються стали, сплави на нікелевої, алюмінієвій основі, свинець, олово сплави на їх основі.
Магній і цинк морської біокоррозіі можуть не піддаватися.
Відео: Вебінар: Технології газотермічного напилення для захисту від корозії в морській воді і атмосфері: ...
Найкращим матеріалом для застосування в умовах біокоррозіі можна вважати мідь. Її іони токсичні і поверхня не обростає.
Контактна корозія
Дуже часто в умовах морської атмосфери спостерігається контактна корозія металів. Частково це обумовлено хорошою електропровідністю морської води.
Дуже багато метали, перебуваючи в морській воді стають катодами по відношенню до сталі.
електрокорозію
Електрокорозію виникає в морському середовищі з двох причин: по-перше, під дією блукаючих струмів (особливо в районі порту тощо.) - по-друге - в результаті неправильних схем живлення на судні або інших об`єктах.
механічний фактор
В результаті впливу механічного фактора можлива корозійна втома, корозійна ерозія і кавітація.
Захист від морської корозії
Найбільш поширений метод захисту металевих виробів від морської корозії - нанесення лакофарбових матеріалів (ЛФМ).
Відео: Випробування на стійкість до вібрації і опір корозії в камері соляного туману
З цією метою використовуються лакофарбові матеріали на основі бітумів, фенолформальдегидной (фарби Аиш), вінілів (етінолевие лакофарбові матеріали), епоксидної, кам`яновугільної основі. Зміст розчинників має зводиться до мінімуму або до нуля.
Лакофарбові матеріали хороші тим, що їх досить просто наносити і при введенні в їх склад деяких добавок можна домогтися додаткових захисних ефектів. Введення в фарбу окису міді, окису ртуті або оловоорганічних з`єднань робить фарбу необрастающі. Окис міді при вимиванні з покриття утворює важкорозчинний комплекс. Ці речовини токсичні для мікроорганізмів. Необрастающі фарбу наносять тільки на частину металоконструкції, що знаходиться в безпосередньому контакті з водою.
При захисті металу від морської корозії поверхню спочатку піддають холодному фосфатуванню, а тільки потім наносять товстошарове захисне лакофарбове покриття.
Лакофарбові матеріали на вініловій основі самі по собі мають необрастающі ефектом.
Сплави на основі алюмінію захищають від морської корозії за допомогою оксидування.
Для захисту від морської корозії дуже часто використовують металеві захисні покриття. Найпоширеніше - цинкове. Товщина цинкового покриття повинна становити близько 150 - 200 мкм. Його можна використовувати як самостійне захисне покриття, так і в якості основи під фарбування.
Для оббивки днища морського суду може використовуватися легований лантаном або цинком алюміній. Алюмінієве покриття має високу стійкість до корозії, його можна застосовувати в комплексі з лакофарбовим покриттям. Крім того алюмінієві покриття мають підвищену стійкість до ерозії.
Для захисту стали від морської корозії насамперед її поверхню ретельно очищають від прокатної окалини. Для цього використовують піскоструминну очистку, або полум`я, або ж хімічне травлення. На оброблену і заздалегідь підготовлену поверхню далі наносять лакофарбове або металеве покриття.
низьке легування стали незначно збільшують її стійкість в морській воді.
Високолеговані хромонікелеєві і хромисті стали в морській воді піддаються місцевої виразкової і щілинної корозії.
Високою стійкістю до морської корозії відрізняється мідь і її сплави, особливо МОНЕЛЬ, що складається з 25 - 30% міді, а решта - нікель.
Широке застосування в практиці захисту від морської корозії знайшла електрохімічний захист (Протекторна або від зовнішнього джерела струму).
Такий захист від морської корозії може застосовуватися самостійно або в комплексі з захисними покриттями.
Особливе місце при захисті конструкції від морської корозії займає раціональне конструювання. Правильний підбір матеріалів (щоб уникнути контактної корозії), захисних покриттів, рівномірний розподіл по всій конструкції напруг і т.п. можуть значно продовжити термін служби металоконструкції.
електрокорозії можна попередити, використовую дренування або ж застосовуючи спеціальні електронних схем.
для захисту металоконструкцій від морської біологічної корозії застосовують лакофарбові матеріали з біоцидними добавками. Також є дані про використання методу ультразвукової захисту. Недоліком методу є значне споживання енергії і поступове руйнування матеріалу, що захищається. Суть методу полягає у впливі на поверхню, що захищається ультразвукових коливань, що мають частоту 23 - 27 кГц.
Для комплексного захисту стали від морської корозії можна застосовувати ультразвукову і катодний захист одночасно.
