Laboratorijski rad №8

Svrha rada: upoznavanje sa mehanizmima i brzinama korozionog razaranja metala.

1. Smjernice

Korozivna destrukcija metala je spontani prelazak metala u stabilnije oksidovano stanje pod uticajem okruženje. U zavisnosti od prirode okoline, razlikuju se hemijska, elektrohemijska i biokorozija.

Elektrohemijska korozija je najčešći tip korozije. Korozija metalnih konstrukcija u prirodnim uslovima - u moru, u tlu, u podzemne vode, pod kondenzacijom ili adsorpcionim filmovima vlage (u atmosferskim uslovima) je elektrohemijske prirode. Elektrohemijska korozija je uništavanje metala, praćeno izgledom električna struja kao rezultat rada mnogih makro- i mikrogalvanskih parova. Mehanizam električne korozije je podijeljen na dva nezavisan proces:

1) anodni proces - prijelaz metala u otopinu u obliku hidratiziranih iona ostavljajući ekvivalentnu količinu elektrona u metalu:

(-)A: Me + mH 2 O → 1+ + ne

2) katodni proces, asimilacija viška elektrona u metalu pomoću nekih depolarizatora (molekula ili jona rastvora koji se mogu redukovati na katodi). U slučaju korozije u neutralnom okruženju, depolarizator je obično korozija kisika otopljenog u elektrolitu:

(+)K: O 2 + 4e +2H 2 O →4OH¯

Za koroziju u kiselim sredinama - vodikov jon

(+)K: H H 2 O + e → 1/2H 2 +H 2 O

Makrogalvanski parovi se javljaju pri kontaktu razni metali. U ovom slučaju, metal koji ima negativniji potencijal elektrode je anoda i podliježe oksidaciji (koroziji).

Metal koji ima pozitivniji potencijal služi kao katoda. Djeluje kao provodnik elektrona od metala anode do čestica okoliša koje mogu primiti te elektrone. Prema teoriji mikroparova, uzrok elektrohemijske korozije metala je prisustvo na njihovoj površini mikroskopskih kratkospojnih galvanskih elemenata koji nastaju zbog heterogenosti metala i njegovog kontakta sa okolinom. Za razliku od galvanskih elemenata posebno proizvedenih u tehnologiji, oni se spontano pojavljuju na metalnoj površini. IN tanki sloj vlaga, koja uvijek postoji na površini metala, rastvara O 2, CO 2, SO 2 i druge plinove iz zraka. Ovo stvara uslove da metal dođe u kontakt sa elektrolitom.

S druge strane, različite površine površine datog metala imaju različite potencijale. Razlozi za to su brojni, na primjer, potencijalne razlike između različito tretiranih dijelova površine, različitih strukturnih komponenti legure, nečistoća i osnovnog metala.

Područja površine s negativnijim potencijalom postaju anode i rastvaraju se (korodiraju) (slika 1.1).

Neki od oslobođenih elektrona će se kretati sa anode na katodu. Polarizacija elektroda, međutim, sprječava koroziju, budući da elektroni preostali na anodi formiraju dvostruki električni sloj s pozitivnim ionima koji su prešli u otopinu, a otapanje metala se zaustavlja. Posljedično, električna korozija može nastati ako se elektroni s anodnih mjesta kontinuirano povlače na katodi, a zatim uklanjaju sa katodnih mjesta. Proces uklanjanja elektrona sa katodnih mjesta naziva se depolarizacija, a tvari ili ioni koji uzrokuju depolarizaciju nazivaju se depolarizatori. Ako dođe do kontakta bilo kojeg metala sa legurom, legura dobiva potencijal koji odgovara potencijalu najnegativnijeg metala uključenog u njen sastav. Kada mesing (legura bakra i cinka) dođe u kontakt sa gvožđem, mesing će početi da korodira (zbog prisustva cinka u njemu). Kada se okolina promijeni, potencijal elektrode pojedinih metala može se dramatično promijeniti. Krom, nikal, titan, aluminij i drugi metali čiji je normalni elektrodni potencijal oštro negativan, u normalnim atmosferskim uvjetima su snažno pasivizirani, prekriveni oksidnim filmom, uslijed čega njihov potencijal postaje pozitivan. U atmosferskim uslovima i svježa voda Sljedeća galvanska ćelija će raditi:

(-)Fe | H 2 O, O 2 | Al 2 O 3 (Al) +

(-)A: 2Fe – 4e = 2Fe 2+

(+)K: O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯

Kao rezultat: 2Fe 2 + 4OH¯ = 2Fe(OH) 2

4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 2Fe(OH) 3

Međutim, u kiseloj, alkalnoj sredini ili u neutralnom okruženju koje sadrži ione klora (na primjer, u morskoj vodi), koji uništavaju oksidni film, aluminij u kontaktu sa željezom postaje anoda i prolazi kroz proces korozije. Sljedeća galvanska ćelija će raditi u otopini NaCl i morskoj vodi:

(-)Al | H 2 O, O 2, NaCl | Fe(+)

(-)A: Al – 3e = Al 3+

(+)K: O 2 +4e + 2H 2 O = 4OH¯

4Al 3 + 12OH¯ = 4Al(OH) 3

Vrlo često se elektrohemijska korozija javlja kao posljedica različite aeracije, odnosno nejednakog pristupa kisika zraka pojedinim dijelovima metalne površine. Na slici 1.2. prikazuje slučaj korozije gvožđa i kap volova. Blizu rubova kapi, gdje je kisik lakše prodirati, pojavljuju se katodni presjeci, a u centru, gdje je debljina zaštitnog sloja vode veća i teže je prodor kisika, pojavljuje se anodni presjek. .

Na pojavu korozivnih galvanskih ćelija utiču razlike u koncentraciji otopljenog elektrolita, razlike u temperaturi i osvetljenju, i drugi fizički uslovi.

Zaštita od korozije

Uzroci korozijskog razaranja metala su brojni. Postoje i različite metode zaštite od korozije:

tretman spoljašnje okruženje;

zaštitni premazi;

elektrohemijska zaštita;

proizvodnja specijalno otpornih legura na koroziju.

Tretman spoljašnje sredine podrazumeva uklanjanje ili smanjenje aktivnosti nekih supstanci u njoj koje izazivaju koroziju. Na primjer, uklanjanje kisika otopljenog u jodu (deaeracija) Ponekad se u otopinu dodaju posebne tvari koje inhibiraju koroziju, koje se nazivaju usporivači ili INHIBITORI (urotropin, tiourea, anilin i drugi).

Dijelovi koji se štite u atmosferskim uvjetima stavljaju se zajedno sa inhibitorima u kontejner ili umotaju u papir, unutrašnji sloj impregniran inhibitorom, a vanjski sloj impregniran parafinom. Inhibitor se, isparavajući, adsorbira na površini dijela, uzrokujući inhibiciju elektrodnih procesa.

Uloga zaštitni premazi svodi se na izolaciju metala od utjecaja zaštitnog vanjskog okruženja. To se postiže nanošenjem lakova, boja i metalnih premaza na metalnu površinu.

Metalni premazi se dijele na anodne i katodne. U slučaju ANODNE prevlake, elektrodni potencijal metala premaza je negativniji od potencijala zaštićenog metala. U slučaju KATODNE prevlake, elektrodni potencijal metala prevlake je pozitivniji od potencijala osnovnog metala.

ćao zaštitni sloj potpuno izoluje osnovni metal od okoline; nema fundamentalne razlike između anodnog i katodnog premaza. Ako se naruši integritet premaza, nastaju novi uvjeti. Katodni premaz, na primjer, kalaj na gvožđe, ne samo da prestaje da štiti osnovni metal, već i svojim prisustvom pojačava koroziju gvožđa (u nastaloj galvanskoj ćeliji, gvožđe je anoda).

Elektrohemijskom zaštitom smanjenje ili potpuni prestanak korozije postiže se stvaranjem visokog elektronegativnog potencijala na zaštićenom metalnom proizvodu. Da bi se to postiglo, zaštićeni proizvod je ili povezan s metalom koji ima negativniji potencijal elektrode, sposoban da lakše odustane od elektrona (žrtvovana zaštita) ili na negativni pol vanjskog izvora struje (katodna električna zaštita).

Anodni premaz, na primjer, cink na željezo, naprotiv, ako je oštećen integritet sloja prevlake, sam će se uništiti, štiteći tako osnovni metal od korozije (u nastaloj galvanskoj ćeliji, cink je anoda) .

Proizvodnja specijalnih legura otpornih na koroziju, nerđajućih čelika itd. svodi se na unošenje u njih aditiva raznih metala.

Ovi aditivi utiču na mikrostrukturu legure i doprinose pojavi u njoj mikrogalvanskih elemenata u kojima se ukupna emf, usled međusobne kompenzacije, približava nuli. Takvi korisni aditivi, posebno za čelik, su hrom, nikal i drugi metali.

1. Obavljanje posla

Vježba 1

Izvođenje visokokvalitetnih hemijskih reakcija koje omogućavaju detekciju metalnih jona koji su prešli u rastvor tokom procesa anodne korozije.

Instrumenti i reagensi: rastvori ZnSO 4, FeSO 4 i K 3, set epruveta.

Postupak: Sipati 1-2 ml rastvora soli u epruvete:

a) ZnSO 4 i nekoliko kapi K 3;

b) FeSO i nekoliko kapi K 3 .

Obratite pažnju na padavine. Napišite odgovarajuće reakcije u molekularnom i ionskom obliku.

Zadatak 2

Proučavanje mehanizma korozije metala pri direktnom kontaktu u neutralnom okruženju.

Eksperiment se izvodi na instalaciji prikazanoj na sl. 1.7

Sipajte 5-10 ml vodenog rastvora NaCl u epruvetu u obliku slova U. U njega se spuštaju metalne ploče, međusobno povezane pomoću stezaljki.

Metalne ploče moraju se dobro očistiti brusnom krpom, a kontaktna tačka između ploče i stezaljke je izvan rastvora. Prilikom izvođenja eksperimenta potrebno je uočiti promjenu boje otopine na katodi i anodi.

Pisati:

1) procesi anodne i katodne korozije

2) odgovarajuće reakcije pomoću kojih je metalni jon detektovan u rastvoru

3) strujno kolo galvanske ćelije.

1. Zn i Fe ploče se spuštaju.

Dodajte nekoliko kapi K 3 u otopinu gdje se nalazi cink elektroda, gdje se nalazi željezna elektroda i nekoliko kapi fenolftaleina.

2. Fe i Cu ploče su spuštene,

Dodajte nekoliko kapi K3 u otopinu gdje se nalazi željezna elektroda, dodajte nekoliko kapi fenolftaleina u otopinu gdje se nalazi bakarna elektroda.

Uporedite ponašanje gvožđa u oba slučaja i izvucite odgovarajuće zaključke.

Zadatak 3

Proučavanje mehanizma korozije metala prilikom njihovog direktnog kontakta u kiseloj sredini.

Izvedite eksperiment na instalaciji prikazanoj na slici 1.8.

Sipajte 10% rastvor HCl u porcelansku šolju. Umočite dva metala Al i Cu u rastvor i posmatrajte ponašanje metala. Koji metal proizvodi mjehuriće vodonika? Napišite odgovarajuće reakcije. Dovode gotovo metale u kontakt jedan s drugim. Koji metal proizvodi mjehuriće vodika kada metali dođu u kontakt? Nacrtajte dijagram galvanske ćelije i elektrodnih procesa na njenim elektrodama. Napišite ukupnu jednačinu reakcije.

3. Primjeri rješavanja problema

Primjer 1

Razmotrimo proces korozije kada gvožđe dođe u kontakt sa olovom u rastvoru HCl

U rastvoru elektrolita (HCl), ovaj sistem je galvanska ćelija, u čijem unutrašnjem kolu je Fe anoda (E° = 0,1260). Atomi željeza, prenoseći dva elektrona na olovo, prelaze u otopinu u obliku jona. Elektroni na olovu reduciraju ione vodika u rastvoru, jer

HCl = H + + Cl¯

Anodni proces Fe 0 – 2e = Fe 2+

Katodni proces 2H + + 2e = 2H 0

Primjer 2

Proces korozije pri kontaktu Fe sa Ph u rastvoru NaCl. Budući da otopina NaCl ima neutralnu reakciju (sol formirana od jake baze i jake kiseline), onda

Anodni proces Fe – 2e = Fe 2+,

Katodni proces O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯

Natrijum hlorid (NaCl) ne učestvuje u procesima korozije, prikazan je na dijagramu samo kao supstanca koja može povećati električnu provodljivost rastvora elektrolita.

Primjer 3

Zašto je hemijski čisto gvožđe otpornije na koroziju od industrijskog gvožđa? Sastaviti elektronske jednačine za anodne i katodne procese koji se javljaju tokom korozije industrijskog gvožđa.

Rješenje

Proces korozije industrijskog željeza se ubrzava zbog stvaranja mikro i submikrogalvanskih elemenata u njemu. U mikrogalvanskim parovima osnovni metal, po pravilu, služi kao anoda, tj. gvožđe. Katode su inkluzije u metalu, na primjer, zrnca grafita i cementa. Na anodnim mjestima ioni metala prelaze u otopinu (oksidacija).

O: Fe – 2e = Fe 2+

Na katodnim sekcijama, elektroni koji se ovdje prenose sa anodnih sekcija vezani su ili kisikom iz zraka otopljenim u vodi ili ionima vodonika. U neutralnim sredinama dolazi do depolarizacije kiseonika:

K: O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯

U kiselim sredinama (visoka koncentracija H - jona) vodikova depolarizacija

K: 2H + + 2e = 2H 0

Primjer 4

Navedite da li je cink premaz na željeznom proizvodu katodni ili anodni? Koji će se procesi odvijati ako je integritet premaza oštećen i proizvod je u vlažnom zraku?

Rješenje

Elektrodni potencijal cinka je algebarske vrijednosti manji od elektrodnog potencijala željeza, pa je premaz anodni. Ako se ošteti integritet sloja cinka, formira se korozivni galvanski par, u kojem će cink biti anoda, a željezo katoda. Anodni proces uključuje oksidaciju cinka:

Zn 2+ + 2OH = Zn(OH) 2

Katodni proces se odvija na gvožđu. U vlažnom vazduhu pretežno se javlja depolarizacija kiseonika.

K(Fe): O 2 + 4e + 2H 2 O = 4OH¯

Primjer 5

Ploče od kadmija i nikla, kada su uronjene u razrijeđenu sumpornu kiselinu, otapaju se u njoj, oslobađajući vodonik. Šta će se promijeniti ako ih oboje istovremeno spustite u posudu s kiselinom, spajajući krajeve žicom?

Rješenje

Ako krajeve kadmijuma i niklovanih ploča spojite žicom, nastaje kadmijum, nikl galvanska ćelija u kojoj je kadmij, kao aktivniji metal, anoda. Kadmijum će oksidirati:

A:Cd – 2e = Cd 2+ ,

Višak elektrona će otići do niklovane ploče, gdje će se dogoditi proces redukcije vodikovih jona:

K(Ni): 2H + 2e =2H 0.

Dakle, samo kadmijum će biti otopljen; nikl će postati samo provodnik elektrona i neće se sam rastvoriti. Vodik će se oslobađati samo na niklovanoj ploči.

Primjer 6

Kako pH okoline utiče na brzinu korozije aluminijuma?

Rješenje

Smanjenje pH okoline, tj. povećanje koncentracije H-iona naglo povećava brzinu korozije nikla - budući da kiselo okruženje sprječava stvaranje zaštitnih filmova nikal hidroksida, aktivna oksidacija nikla se događa u kiseloj sredini

A: Ni – 2e = Ni 2+

Smanjenje koncentracije H-iona, tj. Povećanje koncentracije OH potiče stvaranje sloja nikl hidroksida:

Ni 2+ - 2OH¯ = NI(OH) 2

Aluminijum hidroksid ima amfoterna svojstva, tj. rastvara se u kiselinama i alkalijama:

Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O

Al(OH) 3 + NaOH = Na AlO 2 + 2H 2 O

Tačnije, ova reakcija se odvija ovako:

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Dakle, stopa korozije nikla je najniža u alkalnom okruženju, aluminijuma - u neutralnom okruženju.

4. Zadaci

1. Gvozdena ploča uronjena hlorovodonične kiseline, vrlo sporo otpušta vodonik, ali ako ga dodirnete cink žicom, odmah je prekriven vodoničnim mjehurićima. Objasnite ovaj fenomen. Koji metal ulazi u rastvor u ovom slučaju?

2. Gvozdeni proizvod sadrži delove napravljene od nikla. Kako će to uticati na koroziju gvožđa? Napišite odgovarajuće anodne i katodne procese ako je proizvod u vlažnoj atmosferi.

3. U kojoj sredini je stopa razaranja gvožđa veća? Koje okruženje potiče anodnu oksidaciju cinka? Napišite odgovarajuće reakcije.

4. Kako nastaje atmosferska korozija kalajisanog gvožđa i kalajisanog bakra kada je oštećen integritet premaza? Napisati elektronske jednačine za anodni i katodni proces.

5. Bakar ne istiskuje vodonik iz razblaženih kiselina. Zašto? Međutim, ako dodirnete bakrenu ploču s cinkovom pločom, tada počinje nasilna evolucija vodika na bakru. Dajte objašnjenje za ovo sastavljanjem elektronskih jednačina za katodni i anodni proces.

6. Pocinčana ploča i cink ploča djelomično obložena bakrom spuštene su u otopinu elektrolita koja sadrži otopljeni kisik. U kom slučaju se proces korozije cinka javlja intenzivnije? Napišite elektronske jednačine za katodni i anodni proces.

7. Šta se može dogoditi ako proizvod u kojem je tehničko gvožđe u kontaktu sa bakrom ostane u vazduhu visoka vlažnost? Napišite jednačine za odgovarajuće procese.

8. Aluminijum zakovan gvožđem. Koji metal će korodirati? Koji će se procesi dogoditi ako proizvod dospije u morsku vodu?

9. Zašto kada kontaktirate proizvodi od gvožđa sa aluminijumom - proizvodi od gvožđa podležu intenzivnijoj koroziji, iako aluminijum ima negativniji standardni potencijal elektrode?

10. Gvozdene ploče spuštene:

a) u destilovanoj vodi

b) u morsku vodu

U kom slučaju je proces korozije intenzivniji? Motivirajte svoj odgovor.

11. Sastaviti jednadžbe za procese koji nastaju pri koroziji aluminijuma uronjenog u rastvor:

a) kiseline

b) alkalije

12. Zašto tehnički cink interaguje sa kiselinom intenzivnije od hemijski čistog cinka?

13. Ploča se spušta u rastvor elektrolita:

b) bakar djelimično presvučen kalajem

U kom slučaju je proces korozije intenzivniji?

Motivirajte svoj odgovor

14. Zašto se kod niklovanih proizvoda od željeza prvo premazuju bakrom, a zatim niklom?

Sastavite elektronske jednadžbe za reakcije koje se javljaju u procesima korozije kada je nikl premaz oštećen.

15. Gvozdeni proizvod je obložen kadmijumom. Kakav je ovo premaz - anodni ili katodni?

Motivirajte svoj odgovor. Koji metal će korodirati ako je zaštitni sloj oštećen? Sastaviti elektronske jednadžbe za odgovarajuće procese (neutralni medij).

16. Koji metal:

b) kobalt

c) magnezijum

može biti zaštitnik za leguru na bazi željeza. Sastaviti elektronske jednadžbe za odgovarajuće procese (kiseli medij).

17. Koji će se procesi odvijati na pločama cinka i željeza ako se svaka posebno uroni u otopinu bakar sulfat? Koji će se procesi dogoditi ako se vanjski krajevi koji se nalaze u otopini ploča spoje vodičem? Napišite elektronske jednačine

18. Aluminijska ploča spuštena

a) u destilovanoj vodi

b) u rastvoru natrijum hlorida

U kom slučaju je proces korozije intenzivniji? Napraviti jednadžbe za procese anodne i katodne korozije komercijalnog aluminija u neutralnom okruženju.

19. Ako zabijete ekser u mokro drvo, dio koji se nalazi unutar drveta će zarđati. Kako to možemo objasniti? Da li je ovaj dio nokta anoda ili katoda?

20. Nedavno su drugi metali premazani kobaltom radi zaštite od korozije. Je li kobaltni premaz na čeliku anodni ili katodni? Koji se procesi dešavaju u vlažnom zraku kada se ošteti integritet premaza?

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućava besplatno korištenje.
Datum kreiranja stranice: 2016-04-11

Kako zovu otpornost na koroziju materijala? Koji su načini za povećanje otpornosti na koroziju?

Uništavanje proizvoda od razni materijali pod uticajem fizičko-hemijskih i bioloških faktora naziva se korozija (od latinske reči, što znači korodirati).

Sposobnost materijala da se odupru korozivnim efektima vanjskog okruženja naziva se otpornošću na koroziju.

Kao rezultat korozionog razaranja mašina i aparata, građevinskih konstrukcija i raznih metalnih proizvoda, oko 12% istopljenog metala je nepovratno izgubljeno u raznim industrijama. Nacionalna ekonomija. Produženje vijeka trajanja proizvoda i opreme uštedjet će milione tona metala i smanjiti troškove njegove proizvodnje.

Načini povećanja otpornosti na koroziju:

* Upotreba metala otpornih na koroziju. Najčešći iz ove grupe su hrom (13-30%), hrom-nikl (do 10-12%, takozvani „nerđajući čelik”), hrom-nikl-molibden i drugi čelici. Ovi čelici zadržavaju otpornost na koroziju na temperaturama do 300-400 °C. Takvi materijali se koriste u vlažnoj atmosferi, u slavinskoj i riječnoj vodi, dušičnim i organskim kiselinama. Legiranje sa molibdenom Mo, cirkonijumom 2g, berilijumom Be, manganom Mn takođe povećava otpornost na koroziju.

* Upotreba pasivizirajućih materijala koji se formiraju na površini zaštitni film. Ovi materijali uključuju: titanijum i njegove legure.

* Bronza i mesing su otporni na kavitacijsku koroziju (uništenje zbog zajedničko djelovanje udarna opterećenja i elektrohemijski uticaj).

Upotreba nemetalnih materijala otpornih na koroziju:

ѕ Silikatni materijali-- jedinjenja silicijuma dobijena topljenjem ili sinterovanjem stijene. Topljenje stijena (bazalt), kvarc i silikatno staklo, kiselootporni keramički materijali, cementi i betoni.

* Plastika (polipropilen, pvc, tekstolit, epoksidna smola).

* Guma (guma).

Primjena metalnih premaza:

* Galvanski premazi (cinkovanje, kalajisanje, kadmijum, niklovanje, posrebrivanje, pozlatavanje).

* Oblaganje je proces zaštite osnovnog metala ili legure od korozije drugim metalom koji je otporan na agresivno okruženje.

* Najrasprostranjenija metoda je spojno valjanje dva metala. Kao materijali za oblaganje koriste se nerđajući čelici, aluminijum, nikl, titanijum, tantal itd.

* Metalizacija prskanjem. Koristi se za zaštitu velikih kontejnera od korozije: željeznički mostovi, šipovi, brodske cijevi. Sprej cink, aluminij, olovo, volfram.

Nanošenje nemetalnih premaza:

Premazi boja i lakova (ulja za sušenje, lakovi, boje, emajli, prajmeri, kitovi, sintetičke smole). Boje i lakovi se nanose na površinu proizvoda valjanjem, prskanjem, potapanjem, izlivanjem, četkom ili elektrostatičkim putem.

Primjer: Posebna boja protiv obrastanja nanosi se na trup morskih plovila kako bi se zaštitili od obraštanja školjkama morskih organizama. Za godinu dana sloj obraštanja u južnim morima dostiže 0,5 m, tj. 100--150 kg/m. Time se povećava otpor kretanju plovila, koje troši do 8% snage motora i povećava potrošnju goriva. Uklanjanje takvog sloja s površine je vrlo teško. Zbog toga je podvodni dio plovila prekriven antivegetativnim bojom, koja sadrži živin oksid, smole i spojeve arsena.

Polimerni premazi (polietilen, polipropilen, fluoroplast, polistiren, epoksidne smole i sl.). Smola se nanosi u obliku taline ili suspenzije četkom, potapanjem ili prskanjem. Fluoroplasti su otporni na udarce morska voda, anorganske kiseline, osim oleuma i dušične kiseline, imaju visoka električna izolacijska svojstva.

Gumiranje je premazivanje hemijskih aparata, cevovoda, rezervoara, kontejnera za transport i skladištenje hemijskih proizvoda i dr. gumom i ebonitom. Meka guma uređaji koji su izloženi udaru, temperaturnim kolebanjima ili sadrže suspenzije gumiraju se, a za uređaje koji rade na konstantnoj temperaturi i nisu izloženi mehaničkom naprezanju koriste se tvrde gume (tvrda guma).

Premazi silikatnim emajlima (staklena tvar). Oprema koja radi na povišenim temperaturama, pritiscima iu visoko agresivnim sredinama je podvrgnuta emajliranju.

Premazi sa mazivima i pastama. Antikorozivna maziva se pripremaju na bazi mineralna ulja(mašina, vazelin) i voštane supstance (parafin, sapun, masne kiseline).

Upotreba elektrohemijska zaštita(katoda i anodna). TO metalne konstrukcije vanjska jaka anoda je pričvršćena izvana (izvor jednosmerna struja), što uzrokuje katodnu polarizaciju elektroda na površini zaštićenog metala, uslijed čega se anodne površine metala pretvaraju u katodne. A Ne znači da neće biti uništen metal strukture, već pričvršćena anoda.

Otpornost na koroziju

Otpornost na koroziju- sposobnost materijala da odole koroziji, određena brzinom korozije u datim uslovima. Za procjenu brzine korozije koriste se i kvalitativne i kvantitativne karakteristike. Promjena izgled metalne površine, promjene u njegovoj mikrostrukturi primjeri su kvalitativne procjene brzine korozije. Za kvantitativnu procjenu možete koristiti:

• vrijeme proteklo prije pojave prvog izvora korozije;
• broj žarišta korozije formiranih tokom određenog vremenskog perioda;
• smanjenje debljine materijala po jedinici vremena;
• promjena mase metala po jedinici površine u jedinici vremena;
• zapremina gasa koji se oslobađa (ili apsorbuje) tokom korozije površinske jedinice u jedinici vremena;
• gustina struje koja odgovara brzini datog procesa korozije;
• promjena bilo kojeg svojstva tijekom određenog vremena korozije (na primjer, električni otpor, reflektivnost materijala, mehanička svojstva).

Različiti materijali imaju različitu otpornost na koroziju, a za njeno poboljšanje se koriste posebne metode. Dakle, povećanje otpornosti na koroziju moguće je legiranjem (npr. nerđajući čelici), nanošenjem zaštitnih premaza (hromiranje, niklovanje, aluminiziranje, pocinčavanje, farbanje proizvoda), pasiviranjem itd. Otpornost materijala na koroziju tipična za morske uslove proučava se u komorama slane magle.

Izvori

Wikimedia Foundation. 2010.

Pogledajte šta je “otpornost na koroziju” u drugim rječnicima:

Otpornost na koroziju- sposobnost metala da se odupre korozivnim efektima okoline. Izvor: snip id 5429: Smjernice za projektovanje i zaštitu od korozije podzemnih metalnih komunikacijskih konstrukcija Co... Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

Sposobnost materijala otpornosti na koroziju. Za metale i legure određuje se brzinom korozije, odnosno masom materijala pretvorenog u produkte korozije po jedinici površine u jedinici vremena, odnosno debljinom uništenog sloja u mm godišnje.... Veliki enciklopedijski rječnik

otpornost na koroziju- Sposobnost materijala da izdrži efekte korozivne sredine bez promjene svojih svojstava. Za metal, to može biti lokalno oštećenje površine - udubljenje ili hrđanje; Za organskih materijala- ovo je formiranje kose... Vodič za tehnički prevodilac

Sposobnost materijala otpornosti na koroziju. Za metale i legure određuje se brzinom korozije, odnosno masom materijala pretvorenog u produkte korozije po jedinici površine u jedinici vremena, odnosno debljinom uništenog sloja u... ... enciklopedijski rječnik

Otpornost na koroziju Otpornost na koroziju. Sposobnost materijala da izdrži efekte korozivnog okruženja bez promjene njegovih svojstava. Za metal, to može biti lokalno oštećenje površine, udubljenje ili hrđanje; za organsko..... Rječnik metalurških pojmova

OTPORNOST NA KOROZIJU- svojstvo materijala otpornosti na koroziju. Otpornost na koroziju određuje se masom materijala pretvorenog u produkte korozije u jedinici vremena po jedinici površine proizvoda u interakciji s agresivnim okruženjem, kao i veličinom ... ... Metalurški rječnik

otpornost na koroziju- atsparumas korozijai statusas T sritis Standardizacija ir metrologija apibrėžtis Metalo gebėjimas priešintis korozinės aplinkos poveikiui. atitikmenys: engl. otpornost na koroziju vok. Korozije u širini, m; Rostbeständigkeit, f; Rostsicherheit… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

otpornost na koroziju- korozinis atsparumas statusas T sritis chemija apibrėžtis Metalo atsparumas aplinkos medžiagų poveikiui. atitikmenys: engl. otpornost na koroziju rus. otpornost na koroziju... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

otpornost na koroziju- sposobnost materijala, na primjer metala i legura, da se odupre koroziji u korozivnom okruženju; procijenjeno brzinom korozije; Vidi također: Otpornost, hemijska otpornost, otpornost na opuštanje... Enciklopedijski rečnik metalurgije

Metali, sposobnost metala ili legure da se odupru korozivnim efektima okoline. K. s. određena brzinom korozije u datim uslovima. Stopu korozije karakteriziraju kvalitativni i kvantitativnih pokazatelja. Do prvog...... Velika sovjetska enciklopedija

Knjige

• Otpornost materijala na koroziju u agresivnim sredinama hemijske proizvodnje, G. Ya. U knjizi su sažeti podaci o svojstvima i otpornosti na koroziju metalnih i nemetalnih materijala. Sadrži tabele i dijagrame otpornosti na koroziju metala i legura...
• Otpornost na koroziju i zaštita od korozije metala, praha i kompozitnih materijala, Vladimir Vasiljev. Ovaj priručnik je posvećen opisu otpornosti na koroziju najčešće korištenih moderna tehnologija i tehnologije građevinski materijali: gvožđe, čelik, liveno gvožđe, aluminijum,…

Procjena otpornosti na koroziju

Da bi se okarakterisala svojstva korozije materijala, obično se testiraju na otpornost protiv opšte korozije, intergranularne korozije i korozionog pucanja.

Opća ispitivanja korozije. Opšta ispitivanja korozije izvode se na uzorcima sa visokim odnosom površine i zapremine. Korozivno okruženje se bira uzimajući u obzir radne uslove materijala. Ispitivanja se izvode u tekućini uz konstantno ili više puta ponavljano naizmjenično uranjanje uzoraka, u kipuću fiziološku otopinu, u paru ili u okolnu atmosferu.

Brzinu korozije metala i legura karakterizira indikator dubine korozije hK, mm/god – tabela. 2 ili gubitak mase g K, g/(m 2 ∙h) – ​​tabela. 3.

Oba indikatora se preračunavaju pomoću formule:

h K = 8,76 gK/ρ,(1)

Gdje h K – brzina korozije, mm/god;

ρ – gustina, g/cm 3 ;

g K – gubitak težine uzorka, g/(m 2 h).

Karakteristike h K I g K pretpostavljaju jednoličnu koroziju i obično predstavljaju prosječnu stopu korozije po površini. Međutim, poznato je da su lokalne vrste korozije najopasnije. Uz relativno mali ukupni gubitak metalne mase, dolazi do ozbiljnog lokalnog razaranja konstrukcije, što dovodi do prijevremenog kvara opreme.

tabela 2

Desetostepena skala otpornosti metala na koroziju na osnovu dubine korozije

Ocena otpornosti na koroziju	Stopa korozije h K, mm/god	Grupa izdržljivosti
	≤ 0,001	Apsolutno otporan
	(> 0,001) – 0,005	Veoma otporan
	(> 0,005) – 0,01	Veoma otporan
	(> 0,01) – 0,05	Persistent
	(> 0,05) – 0,1	Persistent
	(> 0,1) – 0,5	Smanjena upornost
	(> 0,5) – 1,0	Smanjena upornost
	(> 1,0) – 5,0	Niska otpornost
	(> 5,0) – 10,0	Niska otpornost
	> 10,0	Nestabilno

Tabela 3.

Desetostepena skala otpornosti na koroziju zasnovana na brzini korozije uzorka

Score cor. fortitude	Grupa izdržljivosti	Gubitak mase, g K, g/(m 2 ∙h)
Crni metali	Bakar i legure	Nikl i legure	Olovo i legure	Aluminijum i legure	Magnezijum i legure
	Apsolutno otporan	<0,0009	<0,001	<0,001	<0,0012	<0,0003	<0,0002
	Veoma otporan	0,0009-0,0045	0,001-0,0051	0,001-0,005	0,0012-0,0065	0,0003-0,0015	0,0002-0,001
	Veoma otporan	(>0,0045)-0,009	(>0,0051)-0,01	(>0,005)-0,01	(>0,0065)-0,012	(>0,0015)-0,003	(>0,001)-0,002
	Persistent	0,009-0,045	0,01-0,051	0,01-0,05	0,012-0,065	0,003-0,015	0,002-0,01
	Persistent	(>0,045)-0,09	(>0,051)-0,1	(>0,05)-0,1	(>0,065)-0,12	(>0,015)-0,03	(>0,01)-0,02
	Smanjena upornost	(>0,09)-0,45	(>0,1)-0,5	(>0,1)-0,5	(>0,12)-0,65	(>0,03)-0,15	(>0,02)-0,1
	Smanjena upornost	(>0,45)-0,9	(>0,5)-1,02	(>0,5)-1,0	(>0,65)-1,2	(>0,15)-0,31	(>0,1)-0,2
	Niska otpornost	(>0,9)-4,5	(>1,02)-5,1	(>1,0)-5,0	(>1,2)-6,5	(>0,31)-1,54	(>0,2)-1,0
	Niska otpornost	(>4,5)-9,1	(>5,1)-10,2	(>5,0)-10,0	(>6,5)-12,0	(>1,54)-3,1	(>1,0)-2,0
	Nestabilno	>9,1	>10,2	>10,0	>12,0	>3,1	>2,0

Stoga je potrebno provjeriti otpornost materijala na koroziju u specifičnim radnim uvjetima, posebno u slučajevima gdje postoji opasnost od lokalne korozije.

Ispitivanja intergranularne korozije(GOST 6032-84). Glavni uzrok intergranularne korozije materijala otpornih na koroziju je zagrijavanje tijekom obrade pod pritiskom ili zavarivanja, što dovodi do elektrohemijske heterogenosti između graničnih područja i mase zrna.

Temperaturno-vremensko područje taloženja krom karbida duž granica zrna čelika otpornih na koroziju prikazano je na Sl. 4. Unutar njega postoji područje senzibilizacije - povećana osjetljivost na intergranularnu koroziju. Sklonost intergranularnoj koroziji manifestuje se u temperaturnom opsegu T max –T min za minimalno vreme τ min tokom kojeg dolazi do senzibilizacije.

Rice. 4. Temperaturno-vremenski domen sklonosti

Austenitni čelik otporan na koroziju do intergranularne korozije (ICC), povezan sa iscrpljivanjem granica zrna u hromu:

Tr – temperatura rastvaranja karbida; γ – austenit;

K – karbidi

Prilikom ispitivanja na MCC, kromirani čelici se podvrgavaju provokativnom zagrijavanju na temperaturi od 1100 °C u trajanju od 30 sati, a krom-nikl austenitni čelici se podvrgavaju provokativnom zagrijavanju na temperaturi od oko 700 °C u trajanju od 60 sati uzorci se dugo drže u kipućoj vodenoj otopini sumporne ili dušične kiseline. Izbor vremena izlaganja i vrste korozivnog okruženja ovisi o specifičnoj vrsti čelika i njegovoj namjeni. Da bi se kontrolisala sklonost ka MCC, uzorci se ili savijaju na trnu pod uglom od 90°, ili se podvrgavaju jetkanju posebnim reagensima i metalografskom ispitivanju. Odsustvo pukotina na površini uzorka ukazuje na njegovu otpornost na MCC.

Na sl. Na slici 5 prikazane su mikrostrukture čelika 08H18N10 nakon ispitivanja na međugranularnu koroziju u različitim sredinama.

Fig.5. Mikrostruktura čelika 08H18N10

nakon kaljenja na 1050 °C u vodi i temperiranja na 700 °C:

a – intergranularna korozija tokom ispitivanja

u rastvoru 25% HNO 3 + 40 g/l Cr 6+, trajanje 200 sati;

b – isto u rastvoru ključanja 65% HNO 3 + Cr 6+, × 500

Ispitivanja pucanja korozije. Ova vrsta ispitivanja se izvodi utovarom uzorka u korozivnu okolinu koja odgovara radnim uslovima dela. Okruženje ne bi trebalo da izaziva opštu koroziju i ne bi trebalo da utiče na neopterećene uzorke metala. Za austenitne krom-nikl čelike, primjer takvog medija je kipuća otopina mješavine soli MgCl 2, NaCl i NaNO. Agresivnost okoline ne smije biti manja od one u kojoj moraju služiti ispitivani materijali.

Ispitivanja naprslina na koroziju naprezanjem mogu se provoditi ili pod uvjetima koji uzrokuju raspad materijala (testovi na zatezanje, žilavost loma i zamor) ili određivanjem vremena u kojem se pojavljuje prva pukotina. Posljednja vrsta ispitivanja sastoji se od fiksiranja napunjenih uzoraka specijalnih uređaja ili stvaranjem naprezanja klinom u izrezanim prstenovima. Vrijeme do pojave pukotina karakterizira otpornost materijala na korozijsko pucanje.

Kontrolna pitanja\

1. Navedite metode za zaštitu metala i legura od korozije.

2. Šta određuje izbor metode zaštite od korozije?

3. Šta je legiranje čelika?

4. Šta su bimetali?

5. Kojom metodom se prave bimetali?

6. Šta su inhibitori korozije?

7. Koji je mehanizam zaštite metala i legura od korozije pomoću anodnih inhibitora?

8. Koji je mehanizam zaštite metala i legura od korozije korištenjem katodnih inhibitora?

9. Koje su prednosti upotrebe hlapljivih inhibitora?

10. Koji oblik proizvoda je poželjniji za usporavanje procesa korozije?

11. Kako čistoća obrade delova utiče na stopu korozije?

12. Šta objašnjava visoku otpornost na koroziju aluminijuma i njegovih legura?

13. Navedite legure željeza koje su najotpornije na koroziju.

14. Navedite legure obojenih metala koje su najotpornije na koroziju.

15. Šta određuje izbor vrste zaštite od korozije?

16. Koje vrste korozije se ispituju tokom ispitivanja otpornosti na koroziju?

17. U kom korozivnom okruženju se vrše opšta ispitivanja korozije?

18. Koji pokazatelji karakterišu brzinu korozije metala i legura?

19. Koja je dimenzija indikatora dubinske korozije?

20. Koja je dimenzija gubitka mase uzorka tokom korozije?

21. Koju brzinu korozije karakterišu materijali koji su klasifikovani kao potpuno otporni?

22. Kolika je stopa korozije visokootpornih materijala?

23. Koja je stopa korozije otpornih materijala?

24. Koju stopu korozije karakterišu materijali klasifikovani kao niskootporni?

25. Koju stopu korozije karakterišu materijali klasifikovani kao nestabilni?

26. Koliki je gubitak mase uzorka legure gvožđa koji ima ocjenu otpornosti na koroziju 3?

27. Koliki je gubitak mase uzorka legure bakra koji ima ocjenu otpornosti na koroziju 7?

28. Koliki je gubitak mase uzorka legure nikla koji ima ocjenu otpornosti na koroziju 4?

29. Koliki je gubitak mase uzorka legure olova koji ima ocjenu otpornosti na koroziju 5?

30. Koliki je gubitak mase uzorka legure aluminijuma koji ima ocjenu otpornosti na koroziju 9?

31. Koliki je gubitak mase uzorka legure magnezijuma koji ima ocjenu otpornosti na koroziju 10?

32. Šta je glavni uzrok intergranularne korozije?

33. Dešifriranje legure razreda 08H18N10.

34. U kojem korozivnom okruženju se izvode testovi pucanja od naponske korozije?

35. Kako se izvode testovi pucanja na koroziju pod naponom?

1. Osnovni pojmovi, pojmovi i definicije

Otpornost na koroziju- sposobnost materijala da izdrži djelovanje agresivnih sredina (korozija).

Korozija (dt lat, corrosio - korozija) - uništavanje materijala usled hemijske ili elektrohemijske interakcije sa okolinom.

Građevinski materijali, a prvenstveno njihove površine, uništavaju se tokom dugotrajnog rada uglavnom kao rezultat dvije vrste utjecaja: korozivnog, povezanog s utjecajem vanjskog, agresivnog okruženja na materijal, i erozivnog uzrokovanog mehaničkim naprezanjem.

Destrukcija erozije se odvija intenzivno relativno brzo
rum koji pokreće medij ili materijal. Erozija dostiže posebno veliku veličinu kada materijal dođe u kontakt sa rastopljenim metalima i šljakom, kao i sa gasovitim oksidantima itd.

Pojave korozije i erozije često prate jedna drugu, pa se stoga ne mogu uvijek razdvojiti. U nauci o građevinskim materijalima ovi se fenomeni razmatraju odvojeno. Prilikom proučavanja uzimaju se u obzir procesi erozije operativna svojstva podne obloge, površine puta itd.

2. Vrste korozije građevinski materijal

Korozija građevinskih materijala varira u zavisnosti od vrste korozivnog okruženja, prirode razaranja i procesa koji se u njima odvijaju:

Korozivno okruženje:

Gas

Inertni gas;

Reaktivni plin;

tečnost:

kiselo;

Saline;

alkalne;

Marine;

u topljeni:

metali;

silikati;

2) priroda uništenja:

Uniforma;

neujednačeno:

Selektivno;

Površno;

pucanje;

lokalno;

Intercrystalline;

3) vrste uticaja (procesa);

Hemijski;

Electrochemical;

biološki;

Organogena.

Vrste korozivnog okruženja:

Gasna korozija predstavlja koroziju u gasno okruženje u potpunom odsustvu kondenzacije vlage na površini materijala. Ova vrsta korozije utiče na materijale koji rade u uslovima visoke temperature u suvom gasnom okruženju (keramika).

Gasna korozija se odnosi na procese hemijskog uništenja. Njegova brzina zavisi; o prirodi materijala, njegovoj strukturi i svojstvima novih formacija na njegovoj površini.

Tečna korozija Prirodni i veštački kameni materijali, koji nastaju pod uticajem rastvora elektrolita i neelektrolita, kao i raznih talina, uglavnom su hemijske prirode, iako se u zavisnosti od vrste i svojstava tečnosti razlikuje po nizu karakteristika.

Najvažnija karakteristika tečnosti je prisustvo međumolekulskih interakcijskih sila u njima. To je zbog dvije nekretnine tečno stanje: molekularni pritisak i povezana površinska napetost.

Površinski napon tečnosti ima veliki uticaj na intenzitet razaranja materijala, što je takođe određeno svojstvima vlaženja tečnosti.

Priroda uništenja:

Uniformna korozija nastaje kao rezultat djelovanja agresivnog okruženja s dovoljnom debljinom proizvoda i ravnomjernom raspodjelom tlačnih, savijajućih ili vlačnih napona. Korozija ove vrste, za razliku od drugih, u mnogo manjoj mjeri utječe na svojstva čvrstoće materijala.

Neravnomjerna ili lokalizirana korozija(pege, čirevi, mrlje) javlja se pri različitim koncentracijama agresivnog okruženja u pojedinim područjima ili heterogenosti samog materijala (njegovog sastava i strukture). Dakle, kao rezultat neravnomjerne raspodjele kristalnih i staklastih faza u keramički materijal dolazi do razaranja korozije u njegovim pojedinačnim područjima različitim brzinama. Štaviše, u staklastoj fazi proces se razvija mnogo brže nego u kristalnoj fazi. Prisustvo heterogene poroznosti u materijalu također doprinosi stvaranju neravnomjerne korozije u materijalu.

Selektivna korozija karakteristika materijala u kojima jedna od komponenti pri formiranju strukture formira lako rastvorljiva jedinjenja. Tokom rada, ova jedinjenja mogu ići u rastvor, formirajući takozvanu „cvetanje“ na površini materijala.

Intergranularna korozija nastaje kao rezultat uništavanja materijala duž granica zrna i brzo se širi duboko u materijal, naglo smanjujući njegova svojstva. Ova vrsta korozije je svojstvena nekim materijalima za pečenje, prilikom čijeg sinterovanja nastaju nove faze, čvrsti rastvori itd., a samim tim i međupovršine.

Generalno, korozivni efekat može imati dva osnovna efekta: razni mehanizmi: hemijska interakcija i otapanje.

Hemijska interakcija se svodi na reakciju između medija i materijala za stvaranje novih spojeva. Ako postoje nečistoće u agresivnom okruženju, ili aditivi u materijalu, može doći do kemijskih reakcija između svih interakcijskih elemenata.

Zbog kamenih materijala su dielektrici i njihova interakcija sa agresivnom okolinom nije praćena pojavom električnih struja, proces razaranja materijala naziva se hemijska korozija.

Kada su metali izloženi agresivnom okruženju, dolazi do elektrohemijskog procesa u kojem se elektroni prenose sa metalnog sloja sa nižim električnim potencijalom u sloj sa višim potencijalom i obnavljanje elektropozitivnih jona sa naknadnim uništavanjem površinskog sloja. Ovaj proces uništavanja obično se naziva elektrohemijska korozija.

Biološka korozija- uništavanje materijala pod direktnim uticajem biljnih i životinjskih organizama, kao i mikroorganizama.

1. Viši biljni organizmi ( korijenski sistem, stabljike, listovi, sjemenke itd.) u procesu života proizvode različite vrste tvari, od kojih je većina agresivna prema građevinskim materijalima.

2. Živi organizmi uzrokuju biološka oštećenja materijala kako direktno svojim mehaničkim djelovanjem (glodari, ptice, itd.), tako i kroz produkte svoje životne aktivnosti.

3. Niži biljni organizmi i mikroorganizmi (alge, lišajevi, mahovine, gljive, bakterije itd.) uništavaju površinske slojeve betona i stvaraju uslove za truljenje drvenih konstrukcija.

Korozija koja je rezultat izlaganja građevinskih materijala prerađenim proizvodima organska materija kao biogeni (voće, povrće, biljna ulja, krv, sokovi, masti itd.), i nebiogenog porijekla (nafta, ugalj, škriljci, krečnjačke školjke, izduvni gasovi, čađ, itd.), prihvaćenih organogenom korozijom.