Газовая коррозия

Для защиты от газовой коррозии используют в основном жаростойкие сплавы. Стойкость против газовой коррозии повышается при введении в состав сплава различных добавок (хрома, алюминия, кремния и др.). Добавки алюминия, бериллия и магния к меди повышают ее сопротивление газовой коррозии в окислительных средах. Так, например, чтобы уменьшить скорость окисления углеродистой стали при 900°С в три раза, достаточно ввести в нее 3,5 % алюминия; в четыре раза — 5,5 % алюминия. Для придания жаростойкости стали и чугуну в их состав вводят хром, кремний, алюминий; применяются также сплавы на основе никеля или кобальта. 

Кроме жаростойкого легирования используется метод, заключающийся в применении защитных атмосфер. Газовая среда  не должна содержать окислителей, находящихся  в контакте со сталью, и восстановителей  в контакте с медью. В качестве защитной атмосферы при термической  обработке и сварке применяют  инертные газы — аргон и азот. Также можно осуществлять термическую  обработку сталей в атмосфере, содержащей азот, водород и оксид углерода. Сварка титановых и алюминиево-магниевых  сплавов должна осуществляться в  защитной среде аргона.

Защита от газовой коррозии осуществляется, кроме того, насыщением в горячем  состоянии поверхности изделия  некоторыми металлами, обладающими  защитным действием. К таким металлам принадлежат алюминий и хромом. Защитное действие этих металлов обусловлено  образованием на их поверхности весьма тонкой, но прочной оксидной пленки, препятствующей взаимодействию металла  с окружающей средой. В случае алюминия этот метод носит название алитирования, в случае хрома – термохромирования.

Также применяют нанесение металлокерамических покрытий, керметов, металлооксидных покрытий, для получения которых в качестве неметаллических ингредиентов применяют тугоплавкие оксиды (например, Al₂O₃, MgO), карбиды и нитриды различных металлов. Металлическими составляющими таких покрытий могут служить тугоплавкие металлы — вольфрам, молибден, хром и т. п [2].

Другим важнейшим, широко практикуемым методом защиты от коррозии является введение в агрессивную среду  специально подобранных соединений - ингибиторов. Ингибиторы коррозии - это  органические и неорганические вещества, присутствие которых в небольших  количествах резко снижает скорость растворения металла и уменьшает  его возможные вредные последствия. Метод ингибирования, как правило, отличается высокой экономичностью, легкостью производственного внедрения  без изменения ранее принятого  технологического режима, обычно не предусматривает  для своей реализации специального дополнительного оборудования.

Рис.6. Защита от коррозии с помощью ингибиторов

 

Защита от коррозии с помощью  ингибиторов нашла широкое применение во многих отраслях современного промышленного  производства и сельского хозяйства: при транспортировании газа и нефти по трубопроводам, для сохранения металлоизделия в межоперационный период, для защиты от коррозии горюче-смазочными веществами, а также в водно-солевых, кислотных, щелочных, водно-органических и органических средах, в пресной, морской воде, при коррозии в атмосферных условиях и почве.

Введение ингибиторов в агрессивную  среду вызывает изменение поверхности  корродирующего металла, а также  влияет на кинетику частных электродных  реакций, определяющих процесс его  саморастворения. Механизм ингибирующего  действия определяется несколькими  факторами: природой металла, строением  ингибитора, составом агрессивной среды, условиями протекания коррозии (температура  и гидродинамическое состояние  среды) [6].

 

 

5 Перспективы борьбы с газовой коррозией

 

Для управления процессом  эксплуатации металлического оборудования большое значение имеет контроль его коррозионного состояния, который может быть визуальным или инструментальным. Осуществляется он периодически или непрерывно, проводится на работающем оборудовании или в периоды его остановок. Обработка результатов контроля может проводиться с помощью самых простых средств или с использованием современных совершенных информационных систем.

Дорогостоящие средства трубопроводного  транспорта нефти, газа или продуктов химической промышленности обеспечивают автоматизированными системами управления, включающими датчики, контроллеры, промышленные компьютеры, оснащенные соответствующими программными продуктами, которые позволяют непрерывно собирать и перерабатывать информацию о коррозионном состоянии трубопроводов на всем протяжении трассы. Возможность, благодаря компьютерной обработке данных, учитывать большой объем информации, включая и данные о ранее имевшихся изменениях в состоянии корродирующей системы, позволяет сформировать наиболее верные решения по тактике противокоррозионной защиты, проводить прогнозирующий и коррозионный мониторинг, оценивать коррозионное состояние магистральных газопроводов, степень деградации металла газопроводов и оптимизировать работу средств электрохимической защиты [1].

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Наиболее распространенным видом  химической коррозии является газовая  коррозия (особенно усиливающаяся при  высоких температурах), т. е. процесс  взаимодействия с кислородом или  активными газовыми средами (галоиды, сернистый газ, сероводород, пары серы, диоксид углерода и т. д.). При газовой  коррозии разрушаются такие ответственные  узлы и детали, как лопатки газовых  турбин, сопла реактивных двигателей, арматура печей. Скорость ее зависит от природы материала, его структуры и свойств новообразований на его поверхности

В производственных условиях чаще всего  сталкиваются с окислением металлов, в случае сплавов на основе железа — с образованием окалины. Защитные свойства металлов от окисления обусловлены  образованием сплошных оксидных пленок на их поверхности. Для обеспечения  сплошности пленок необходимо, чтобы объем оксида V_ок был больше объема металла V_мет, из которого он образовался: V_ок / V_мет  > 1. В противном случае получается прерывистая пленка, не способная эффективно защитить металл от коррозии. Такая пленка характерна для магния (V_ок / V_мет = 0,79), что затрудняет защиту сплавов на его основе от коррозии.

Помимо сплошности, оксидные пленки должны обладать высокими механическими свойствами, хорошо сцепляться с металлом и иметь достаточную толщину, обеспечивающую высокие защитные характеристики. Этим требованиям удовлетворяет пленка оксида хрома Cr₂O₃, что обусловливает высокую устойчивостъ против коррозии сталей и жаростойких сплавов с высоким содержанием хрома.

 

 

 

 

Библиографический список

 

1) Андреев И.Н. Введение в коррозиологию: Учебное пособие. - Казань: Изд-во Казанского государственного технологического ун-та, 2004. - 140 с.

2) Новый справочник химика  и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. Под ред. акад. РАЕН, д.х.н., проф. Симановой С.А. Санкт-Петербург, НПО "Профессионал", 2006.

3) Юрий Кукушкин статья «Химия вокруг нас», http://n-t.ru

4) http://www.studfiles.ru

5) Механические системы электропромышленности, http://mse-online.ru

6) Григорьев В.П. Защита металлов от коррозии, 1999, ХИМИЯ