Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
\ Для оцінки корозії застосовують якісний і кількісний способи. При якісному проводять візуальний огляд зразка після взаємодії його з агресивним середовищем, мікроскопічне та фотографічне дослідження та дослідження з застосуванням індикаторів. Дуже важливою є кількісна оцінка ступеня корозійного руйнування. Найбільш поширений ваговий метод вимірювання швидкості корозії металів, що грунтується на визначенні зміни маси зразка після взаємодії з агресивним середовищем. Для розрахунків користуються формулою
k 8760 -10 k 0 „„ "=--^0000- = ^--8'76' №2)
де я — показник корозії, мм/рік; k — масовий показник швидкості корозії, г/(м2 • год); а —густина металу; 8760 — кількість годин на рік.
Є й інші методи оцінки корозії, з яких найважливішим вважають електрохімічний, при якому вимірюють потенціали і знімають катодні й анодні поляризаційні криві. Це дає змогу вивчати кінетику електродних процесів, величину захисного струму при електрохімічному
захисті. Для оцінки стійкості металів проти корозії застосовують десятибальну шкалу (табл. 3).
Для боротьби з корозією застосовують різні заходи: вводять у метал різні компоненти, які підвищують корозійну стійкість у цих умовах, або, навпаки, вилучають з металу домішки, наявність яких знижує корозійну стійкість.
Значного зростання антикорозійної стійкості досягають введенням у сталі так званих легуючих металів — Cr, Ni, Mo, W, Ті, Та, Nb та ін. Основну роль у протикорозійній стійкості сталі відіграє
Таблиця 3. Оцінка стійкості металів проти корозії
Група стійкості
Швидкість корозії, мм/рік
Бал
Цілком стійкі
Менш як 0,001
1
Досить стійкі
0,001—0,005
2
0,005—0,01
3
Стійкі
0,01—0,05
4
0,05—0,1
5
Понижено стійкі
0,1—0,5
6
0,5—1
7
Мало стійкі
1-5
8
5—10
9
Не стійкі
Більше як 10
10
Cr. Нержавіючі сталі містять не менш як 12% Cr. Введення Ni або Mo в нержавіючу сталь робить її набагато стійкішою проти дії H2SO4, HCl та органічних кислот, а також проти дії морської води. Найбільшу корозійну стійкість хромонікелеві сталі набувають після закалки, особливо якщо в сталі є Ті і Nb.
Небажаним явищем у хімічній технології є міжкристалітна корозія — руйнування на гранях кристалів, особливо у хромонікелевих сталях. Причини міжкристалітної корозії ще не встановлено, але це явище особливо посилюється після поступового охолодження, тривалого нагрівання або після повторного нагрівання загартованої сталі внаслідок випадання на гранях кристалічних зернят карбідів.
Корозійна стійкість металів та їхніх сплавів залежить від чистоти їх. Так, корозійна стійкість чистого Al (99,99%) в 3 н. розчині HCl в ЗО разів, а в 3%-ному розчині NaCl в 20 разів більша, ніж Al з домішкою 1 % Fe. Внаслідок утворення на поверхні Al захисної плівки він в деяких дуже агресивних середовищах має винятково високу корозійну стійкість.
Титан і його сплави поєднують дуже цінні фізичні і механічні властивості з високою корозійною стійкістю навіть у дуже агресивних середовищах, часто перевершуючи в цьому навіть високолего-вану і кислотостійку сталь (наприклад, проти дії вологих Cl2, Br2, Іг та їхніх кисневих сполук).
Надзвичайно високу корозійну стійкість проти дії більшості неорганічних кислот та інших агресивних середовищ виявляє тантал.
73,
Ніобій хоч і поступається трохи Та, проте має дуже важливу властивість — поглинати гази. Він входить до складу сплавів для виготовлення корозійно стійкої апаратури проти дії HCl.
Останнім часом почали широко застосовувати новий конструкційний матеріал — біметал, що складається з двох шарів різних металів або сплавів, на"іі|жклад сталь—алюміній, сталь—ніобій, алюміній— титан та ін. Біметали застосовують для підвищення міцності і жаростійкості конструкцій, зниження маси їх для економії цінних матеріалів або як матеріал із спеціальними властивостями.»
Велику роль у боротьбі з корозією відіграють різні захисні покриття, які являють собою штучно утворені на поверхні металічних виробів і споруд шари з металічних або неметалічних матеріалів. Захисні покриття можуть бути з чистих металів, таких як Zn, Sn^ Cd, Al, Ni, Cr, Cu, Ag тощо, а також з різних сплавів. Неметалічні покриття можна поділити на окремі групи: ля кпфярбпш пластмасові, ебізнітхші, покриття органічними і різними неорганічними речовинами —оксидами, фосфатами, емалями, цементами та ін. На поверхню їх наносять різними способами: електрохімічним окисленням, гальваностегією, зануренням виробу в розплавлений метал, металізацією та термодифузією.
Однак трудність підбору конструктивних матеріалів та різних захисних засобів полягає в тому, що вони малостійкі при високих температурах і проти дії різних хімічних реагентів. Пластмаси, наприклад, розм'якають і втрачають міцність при температурах 60— 300 °С, вуглецеві сталі деформуються при температурах, вищих за 400 °С, жароміцні сталі стійкі при температурах до 700° С, спеціальні сплави Fe з Ni, Cr, Mo, Co, Ті, тугоплавкими металами тощо стійкі до 800—900° C Для проведення процесів у металургії, скловарінні, виробництві цементів, карбідів для футерування апаратів, будування печей, топок тощо застосовують неметалічні вогнетривкі матеріали —^iHa^MOT_J_jrj^ici_ які витримують температуру 1400—1600° C При температурах до 2000° C в основному середовищі вШШрНстову-ють магнезитові вогнетривкі матеріали. Графітові вироби стійкі у відновлювальному середовищі до 3000° C
