Защита металла от коррозии

Пожалуй, нет такой области техники, где проблема защиты металла от коррозии была бы полностью решена. В резуль­тате коррозии ежегодно около 10 % мирового производ­ства черных металлов съедается ржавчиной. Сейчас средний срок жизни железных изделий примерно 35 лет. И это бла­годаря всесторонним мерам их защиты. В прошлые века желе­зо разрушалось гораздо быстрее.

Предохранение от ржавчины деталей машин, пролетов мостов, резервуаров с горючим, трубопроводов и других металлических конструкций — одна из важнейших задач современного научно-технического прогресса, огромный ре­зерв экономии металла. Получение новых антикоррозий­ных материалов и специальных защитных покрытий — это миллионы тонн стали, проката, отвоеванных у ржавчины, возвращенных народному хозяйству.

Фото коррозии

Наиболее известные способы предотвращения коррозии это окраска или покрытие изделий из железа металлами, неподверженными ржавению (цинка, алюминия, хрома, никеля и др.). Например, хромирование гильз цилиндров И поршневых колец двигателей автомобилей повышает их долговечность в 15 раз, а никелевое покрытие увеличивает износостойкость инструментов более чем в 10 раз. Стойкость железа к коррозии повышает й насыщение его поверхностного слоя молекулами углерода, азота, бора и других газов и металлов. Они как бы цементируют его поверхность, препятствуя ее разрушению.

Сделать сталь антикоррозийной можно легированием — добавляя при ее плавке никель, вольфрам, молибден и другие специальные компоненты. Но при этом требуется дорогостоящее оборудование и много электроэнергии. Изба­виться от ржавчины помогают и ингибиторы — вещества, снижающие скорость химической реакции окисления же­леза.

В последнее время все шире используется покрытие металла специальными полимерными пленками и фторо­пластами, которые по своим антикоррозийным свойствам не уступают краскам, но зато намного их долговечнее. Перспективно применение вместо краски для защиты метал­лических поверхностей от ржавчины полимерного порошка.

Обычно на предприятиях детали и узлы сложной формы окрашиваются пневмораспылителем. Вокруг него непременно рассеяны мельчайшие частицы краски. Такой лакокрасочный туман и токсичен и пожароопасен, не говоря уже о том, что часть краски при этом уносится вентилятором в трубу. Избавиться от этого можно, применяя вместо краски поли­мерный порошок. Его частички ровно ложатся на поверхность металла, не поднимаясь в воздухе. Это происходит за счет сильного электростатического поля, в котором осу­ществляется процесс напыления порошка. После нагрева в инфракрасной печи такое покрытие приобретает необхо­димую прочность.

Специалисты Ленинградского всесоюзного проектно-техно­логического института электротехнической промышленности разработали полуавтоматическую линию «Прогресс» для нанесения порошка на металл. Применение ее на произ­водстве повышает эффективность окрасочных работ в 1,5— 2 раза, снижает их трудоемкость. В 50 раз сокращает потребность в антикоррозийных материалах, улучшая условия труда. Годовой экономический эффект от внедрения одной линии «Прогресс» — 45 тыс. руб.

Сейчас для защиты от коррозии шире используются алюминиевые покрытия, особенно если они напыляются на сталь в вакууме. Применение вакуумного алюминирования повышает качество защитного покрытия и уменьшает расход материалов. Сибирский завод тяжелого электромашино­строения «Сибэлектротяжмаш» выпускает установку для нане­сения тонкого алюминиевого слоя на поверхность деталей в вакууме. Производительность этой установки 8 кв. м поверх­ности изделий в час. Она может успешно применяться на многих машиностроительных предприятиях.

Установка состоит из вакуумной камеры, пульта управ­ления, тележки для загрузки деталей, электродов очистки, испарителя алюминия, блока питания, стола для тележки, диффузионного насоса, арматуры с трубопроводом, вакуум­ного насоса. Управление этим технологическим процессом может быть автоматическим или выполняется с пульта.

Очень важно не только надежно защитить металл от кор­розии, но и вовремя обнаружить ее очаги. Визуально их найти очень трудно. Своеобразный индикатор коррозии разработали ученые Латвийского государственного универ­ситета им. П. Стручки. Этот индикатор, основу которого составляют оксиды металлов, наносится в вакууме на метал­лические конструкции или трубы. Как только ржавчина начнет разъедать металл, он меняет цвет. Благодаря этому поверхность металла, разрушаемого коррозией, становится хорошо заметной. Подобная реакция называется хемихром- ной.

Хемихромный метод помогает обнаружить ржавчину не только на внешних, но и на внутренних поверхностях резервуаров или трубопроводов. Для этого на внешнюю стенку трубы наносится индикаторное покрытие. Если ее внутренняя поверхность повреждена коррозией, то выде­ляющийся атомарный водород достигает внешней поверх­ности и реагирует с покрытием, цвет которого изменяется. Испытания нового метода поиска невидимых очагов корро­зии показали его высокую эффективность. В недалеком бу­дущем индикаторные покрытия станут наносить, как краску, кисточкой или распылителем, повысится чувствительность индикатора к скрытым очагам коррозии.

К каким только хитроумным приемам не прибегают, чтобы уберечь от ржавчины детали машин. Исследования показали, что бороться с коррозией можно и с помощью… ржавчины! Сейчас ведутся испытания таких химических пре­паратов, которые превращают ее в плотный монолитный слой, крепко связанный с металлической поверхностью деталей. Он препятствует дальнейшему распространению коррозии, защищая от нее металл, например, как эмаль или краска. При распылении такого препарата над поверх­ностью стали, слой рыхлого ржавеющего металла через неко­торое время покрывается твердой пленкой. Его можно нано­сить даже на мокрые поверхности во время дождя. Новый препарат найдет широкое применение не только в машино­строении, но и для защиты от ржавчины трубопроводов, высоковольтных опор, резервуаров и других металлических конструкций. Трубопроводы наиболее подвержены разруши­тельному действию коррозии. Находясь долгое время под землей, особенно в засоленных почвах, стальные трубы буквально рассыпаются на глазах. Кроме того, если по ним идет природный газ, сероводород, содержащийся в нем, разъедает металл за несколько месяцев.

У трубопроводов есть еще один враг — блуждающие токи от электрифицированных железных дорог и трам­ваев. Известно, что заземляющим проводом там служат рельсы. Ток, текущий по ним, может перейти и на трубо­провод, а если он плохо изолирован, разрушение труб от коррозии пойдет еще быстрее. Например, ток силой в 1 Ам­пер способен ежегодно превращать в ржавчину 9 кг железа. А ведь блуждающие токи могут быть силой до 40 А! Чтобы спасти металл от их разрушительного действия, трубопровод надежно изолируют, а на трассе газопровода устанавливают станции катодной защиты.

Идеальный вариант борьбы с коррозией трубопроводов — изготовлять их из пластмассы. Но пока пластмассовые трубы еще недостаточно прочны. Более реально применение полимеров для покрытия ими внешних и внутренних стенок труб. Например, ученые Академии наук Казахской ССР разработали оригинальное антикоррозийное покрытие плас­тобит. Его применение значительно снижает разрушение труб даже при высокой влажности и засоленности почв. Такое покрытие сбережет сотни тонн высококачественного стального листа, который идет на производство труб большого диаметра. Кроме того, упрощается обслуживание трубопро­водов, покрытых пластобитом, уменьшается число их осмот­ров и ремонтов. Сейчас это покрытие используется на новых участках нефтепроводов в различных районах нашей страны. Им уже защищено от коррозии более 350 км труб, а эко­номический эффект от применения пластобита составил 2,5 млн. руб.

Внутреннюю поверхность труб большого диаметра можно изолировать от ржавчины и эпоксидной смолой с необходи­мыми добавками. Для этого сначала останавливают перекач­ку по таким трубам нефти или газа. Затем в трубу запускается специальный агрегат, который сначала зачищает поверхность, а затем, покрывая ее эпоксидной смолой, равномерно нано­сит защитный слой, не давая образовываться подтекам. Такая пластиковая рубашка не только предохраняет трубу от коррозии, но и препятствует осаждению на ее внутренней поверхности парафина нефти, который в обычных трубах нефтепроводов нужно периодически очищать.

Архитектурная энциклопедия © 2016 Яндекс.Метрика