Современные проблемы защиты от коррозии нефтегазовых объектов

2 УСЛОВИЯ ПРОТЕКАНИЯ  И ОСОБЕННОСТИ  КОНТАКТНОЙ КОРРОЗИИ  МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ 

 

Рисунок 2. Контактная коррозия 

    Контактная  коррозия (Contact corrosion) развивается в растворах электролитов при контакте металлов, обладающих различными электрохимическими свойствами, например, системы углеродистая сталь/нержавеющая сталь, углеродистая сталь/алюминий (или его сплавы) и др. Контактная коррозия может возникать также в случаях, если различие электрохимических свойств обусловлено применением пайки или сварки при изготовлении конструкции из одного и того же металла; или при контакте деталей, изготовленных из металла одной и той же марки, но существенно различающегося по своим свойствам в ее пределах. Механические напряжения, приводящие к изменению электрохимических характеристик металла, также могут вызвать возникновение контактной коррозии при соединении деталей из одного и того же металла, но по-разному механически обработанных. Таким образом, плохо продуманные с точки зрения конструкционного оформления сложные металлические объекты могут досрочно выходить из строя вследствие контактной коррозии.

    При контактной коррозии на поверхности  обеих составляющих системы реализуется  компромиссный потенциал, определяемый пере сечением суммарных анодной и катодной поляризационных кривых. Скорости растворения обеих составляющих системы при этом потенциале будут отличаться от индивидуальных скоростей растворения каждой из составляющих в том же растворе.

    Если  бы раствор электролита обладал  бесконечной электропроводностью, эквипотенциальность поверхности  распространялась бы на сколь угодно большое расстояние. В реальных случаях, когда эксплуатационная среда обладает конечной электропроводностью, эквипотенциальность будет соблюдаться лишь на части поверхности биметаллической системы, непосредственно прилегающей к месту контакта. По мере удаления от места контакта потенциал каждой из составляющих системы будет все сильнее отклоняться от компромиссного потенциала, приближаясь к собственному значению. Зона эквипотенциальности тем протяженнее, чем выше электропроводность среды. Такое поведение обусловлено наличием в слабоэлектропроводной среде омических потерь — 1Я погрешности.

    При контакте двух электрохимически разнородных металлов анодом называется тот, потенциал которого более отрицательный, а катодом — металл с более положительным потенциалом. В зависимости от потенциала, который приобретает система, скорость растворения катода может быть выше, ниже или равна его собственной скорости растворения в том же электролите.

    Скорость  растворения анода зависит, в  первую очередь, от разности потенциалов  между анодом и катодом, но существенное влияние могут оказать также  процессы ионизации кислорода, вторичного осаждения продуктов растворения анода и др. Поскольку электродные потенциалы одного и того же металла сильно зависят от состава, температуры, условий аэрации и других характеристик среды, величина компромиссного потенциала также будет определяться не только природой составляющих ее металлов, но и характеристиками среды.

    Часто имеющим место на практике случаем  контактной коррозии является образование  пар дифференциальной аэрации. Пары дифференциальной аэрации образуются, когда вследствие различной скорости катодного процесса на разных участках металлоконструкции, изготовленной из одного и того же металла, реализуется различный потенциал свободной коррозии. Этот вид коррозии характерен для подземных сооружений, когда катодная реакция протекает в условиях диффузионных ограничений подвода основного деполяризатора — кислорода. Различия в концентрации кислорода, как правило, обусловлены пролеганием сооружений в грунтах с различными свойствами.

    Еще один случай контактной коррозии наблюдается  тогда, когда при одинаковой катодной реакции различные потенциалы свободной коррозии на разных участках металлоконструкции возникают вследствие изменения закономерностей анодной реакции. Само изменение вызвано тем, что металл контактирует со средой различного состава. Такая ситуация также часто встречается при подземной коррозии протяженного оборудования, пролегающего в грунтах, отличающихся по составу и кислотности.

    Подобный  случай возникает и при эксплуатации теплопередающего оборудования. В этом случае коррозия протекает в условиях теплопередачи, и изменение потенциала обусловлено воздействием температуры. В ряде случаев воздействие может быть столь значительным, что одним участкам поверхности металлоконструкций соответствуют потенциалы пассивной, а другим — активной области. Рассматриваемый вид коррозии характерен для теплообменного оборудования различных отраслей промышленности. 

     3 СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ  ДРЕВЕСИНЫ ОТ БИОКОРРОЗИИ 

    На  древесину, которая используется внутри и снаружи помещений, воздействуют различные неблагоприятные факторы, которые уменьшают ее потребительские свойства и красоту. Сроки службы древесины зависят от того, какими материалами вы защищаете ее от воздействия этих факторов. При защите древесины необходимо учитывать строительные требования, а также применять химическую защиту, заключающуюся в использовании средств пропитки, то есть импрегнантов. 

3.1 Средства защиты древесины от биологической коррозии 

    Средства  охраны древесины можно разделить  согласно типам применяемого растворителя: 

1. Масляные;
2. Средства,  которые содержат искусственные или натуральные масла, негативно воздействующие  на микроорганизмы, разрушающе  древесину;
3. Средства, основанные на органических растворителях, в которых содержатся токсичные вещества;
4. Растворенные в воде смеси сыпучих порошков (солей);
5. Жидкие концентраты, растворяемые в воде.

 

      Помимо вышеперечисленных средств,  используются эмульсии, пасты, бандажи  и патроны, предназначенные для  уничтожения грибков. Все эти  средства можно приобрести без  труда и в широком ассортименте. Именно из-за многообразия их видов, а также частично из-за недостатка информации о них, трудно определить, какое же средство окажется наиболее подходящим.

    При выборе средств биологической защиты нужно взять во внимание: 

1. Насколько древесина подвержена влиянию негативных факторов;
2. Как хорошо древесина впитывает влагу;
3. Конкретное место применения средства;
4. Биологическую опасность, связанную с некоторыми методами пропитки;
5. Тип объекта, а именно жилое помещение или складское.

 

      

     При применении подобного рода средств  велика вероятность того, что древесина, пропитанная одним из таких средств биологической защиты, может вредить человеку и окружающей среде. Для того чтобы снизить такой риск, необходимо правильно осуществить пропитку. 

3.2 Анализ средств защиты древесины 

      По составу и форме средства защиты древесины можно разделить на: 

1. Солевые, к ним относят порошки и грануляты;
2. Растворимые, то есть те, которые перед применением необходимо растворить в воде;
3. Масляные, основанные на органических растворителях.

 

      Также средства защиты древесины разделяют на группы – А (защита от биологической коррозии), - B (предотвращение дальнейшего распространения биологической коррозии и последующая защита).

    Для различных средств защиты применяются  свои технологии, в группе А целесообразно  применять смачивание, распыление, погружение или давление, в группе Б – смачивание, распыление, инъекции.

    К средствам, используемым в этих группах, относятся различного рода соли, которые  нужно растворять в воде, масляные, а также требующие органических растворителей. Средства защиты еще различают в зависимости от цвета, запаха, состава, содержания осадка и свободной воды, вязкости, плотности, pH водной вытяжки, технических особенностей, температуре воспламенения, влияния на горючесть древесины, коррозионной агрессивности во отношению к стали, способности проникать сквозь лакокрасочные покрытия, степени выделения летучих составляющих, специальных требований, таких как, например, глубина проникновения в древесину и эффективность уничтожения грибков и насекомых. 

3.3. Химические средства защиты древесины 

    Для того чтобы продлить срок службы древесины  и изделий из нее применяют  химическую защиту. Химическая защита – это комплекс мер, которые называют импрегнацией, который предназначен для предотвращения биологической коррозии. На качество импрегнации влияют различные факторы, главными из которых являются чистота древесины, влажность, обработка, подбор средств защиты, непосредственно средства защиты и методы их применения.

    Главным критерием при выборе средства защиты должно служить оптимальное сочетание высокого уровня защиты и угрозы для жизнедеятельности человека и окружающей среде.

    К примеру, средства защиты, в состав которых входит хром, являются одними из лучших способов защитить древесину, однако крайне вредны для здоровья, так как могут вызвать рак. Вместо них чаще используют средства защиты, содержащие соединения меди и бора.

    Также при выборе средства защиты необходимо учитывать, какое применение имеет  древесина – наружное или внутреннее. Для древесины, используемой снаружи, необходимо подобрать средство, которое не смывается. Если древесина внутри подвергается атмосферному воздействию, то ее также желательно импрегнировать. 

3.4 Поверхностная защита древесины 

    Для поверхностной защиты древесины  используются импрегнанты, краски, лаки, эмали, которые применяются как отдельно, так и в различных сочетаниях, таких как, например, импрегнант + грунт + покрывная эмаль.

    Чтобы продлить стойкость древесины и  дольше наслаждаться ее красотой, необходимо внимательно подойти к вопросу подбора материала или системы материалов для ее защиты.

    Для хорошего сохранения древесины недостаточно правильно подобрать лакокрасочный  материал, необходимо его правильно  нанести на поверхность в соответствии с заводскими инструкциями на упаковке, где обычно указан оптимальный способ применения нужных растворителей и разбавителей, а также советы и рекомендации по безопасному применению.

    Поверхностная окраска древесины состоит из таких этапов: 

1. Удаление старой краски и шлифовка поверхности;
2. Нанесение тонкого слоя выбранного материала для создания связанного с поверхностью однородного покрытия;
3. Шпатлевка поверхности с целью обеспечения гладкости;
4. Непосредственно окрашивание одним или несколькими слоями.

 

    Чтобы покраска была выполнена качественно, недостаточно правильно ее осуществить и подготовить поверхность, необходимо также учесть условия, в которых она осуществляется, таких как температура и влажность воздуха.

    Для подложки, используемой снаружи, необходима защита такими покрытиями, которые  способны предотвратить воздействие на нее ультрафиолетового излучения и атмосферных осадков. Перепады в температуре и эрозионные эффекты приводят к появлению на покрытии микротрещин, ну а после их появления древесина набухает и покрытие отслаивается. Поначалу покрытие затрудняет обмен влаги, вследствие чего под слоем покрытия конденсируется водяной пар, увеличивается влажность древесины, а это способствует возникновению грибковых паразитов, в свою очередь провоцирующих появление синевы. Все это способствует образованию новых трещин и последующему уничтожению покрытия.

    Чтобы защитить древесину от негативного  влияния атмосферных и биологических  факторов, используют: 

1. Те покрытия, которые оставляют фактуру древесины видимой (импрегнанты, лаки);
2. Покрытия, такие как краски и эмали, которые скрывают фактуру древесины.

 

    Эффективность их действия обусловлена степенью защищенности от воды и ультрафиолета.

    Не  следует применять бесцветные материалы при окрашивании наружных поверхностей, так как они обладают сниженной свето- и атмосферостойкостью. Важным показателем, которых необходимо учитывать при нанесении лакокрасочного покрытия, является толщина наносимого слоя. При применении снаружи, слой должен быть достаточно толстым.