Газова корозія: визначення, особливості і способи розв'язання проблеми

У багатьох галузях промисловості і в будівництві застосовуються технологічні методи, задіють газові суміші. Це може бути, наприклад, обробка деталей під пропановыми пальниками або формування захисних середовищ при зварюванні для ізоляції заготовки від кисню. У певних умовах такі процеси можуть провокувати газову корозію – зокрема, при підвищеній температурі або тиску. Хімічна активність зростає, що негативно позначається на структуру металів і сплавів. Тому розробляються спеціальні засоби запобігання подібних явищ і боротьби з утвореними слідами корозії такого роду.

Визначення газової корозії

Дана різновид корозійного ураження представляє собою хімічну деформацію поверхні металів при високій температурі. Зазвичай такі явища зустрічаються в металургійної, нафтохімічної і хімічної галузей промисловості. Наприклад, корозія може виникати в ході отримання сірчаної кислоти, при синтезі аміаку та освіті хлористого водню. Також і газова корозія металів – це процес окисної реакції, що протікає в умовах з певним коефіцієнтом вологості в навколишньому повітряному середовищі. При цьому не кожний газ може викликати корозію. До найбільш активним у цьому відношенні сумішей відносяться оксиди азоту, діоксид сірки, кисень, водень і галогени. Що стосується об'єктів поразки, то в цій ролі частіше виступають арматурні стрижні печей і котлів, трубопровідні мережі, поверхні газових турбін, елементи двигунів внутрішнього згоряння і сплави, які в металургії піддаються термічній обробці.

Особливості процесу

На першому етапі протікання реакції відбувається хемосорбція кисневих атомів на металевій поверхні. Саме у специфіці взаємодії кисню з металом полягає головна особливість даної корозії. Справа в тому, що реакція носить характер іонного взаємодії і це відрізняє її від типових хімічних процесів в діоксиду. Зв'язка виходить міцніше, оскільки на атоми кисню діє поле нижчих атомів металу. Далі відбуваються процеси адсорбції кисню, а в умовах термодинамічної стабільності шар хемосорбції швидко перетворюється в оксидну плівку. У кінцевому рахунку газова корозія може формувати на поверхні металу солі, сульфіди й оксиди. На інтенсивність протікання процесів корозійного ураження впливають властивості окислювача (газового середовища), мікрокліматичні параметри (температура, тиск і вологість), а також поточний стан безпосередньо об'єкта хімічної реакції.

Захист від газової корозії легуванням

Один з найпоширеніших методів захисту металу від різного роду корозійних процесів. Ґрунтується цей спосіб на зміну властивостей структури кородуючої металу. Саме по собі передбачає легування модифікацію сплаву шляхом введення компонентів, що викликають пасивування його структури. Зокрема, може використовуватися вольфрам, нікель, хром та ін Спеціально для газової протикорозійного захисту використовують елементи, що підвищують жаростійкість і жароміцність металу. Процес легування може виконуватися і за допомогою нанесення спеціальних покриттів, і шляхом занурення заготовки в газову фазу модифікуючих компонентів. В обох випадках підвищується стійкість металу перед окисними процесами. Наприклад, у два рази скоротити швидкість окислення залізної деталі при 900 °С, необхідно її легувати сплавом марки А135%, а для чотириразового скорочення – модифікатором А155%.

Захисна атмосфера як засіб боротьби з корозією

Ще одна методика запобігання металевих заготовок і сплавів від ураження корозії в результаті газового окислення. Захисні атмосфери можуть формуватися середовищами аргону, азоту і вуглецю. Для кожного металу застосовуються конкретні газові суміші. Наприклад, чавун захищається аргоном або вуглекислотними складами, а сталь добре взаємодіє з воднем і азотом. Обслуговування магістральних трубопроводів такого роду захист застосовується в основному при виконанні монтажних зварювальних заходів. В постійному режимі експлуатації частіше використовують електротехнічну захист газових мереж від корозії, яка технічно виконується напівпровідниками з кабельними контурами. Це різновид електрохімічної протикорозійного оболонки, що включає в структуру елементи анодо-протектной гальванічної захисту.

Застосування антикорозійних термостійких покриттів

Даний спосіб також полягає у зменшенні швидкості корозійного процесу, але за рахунок спеціальних термостійких покриттів. Зазвичай використовується техніка нанесення железоалюминиевых термодифузійних верств, яка відома як термохромирование. Ефективний захист забезпечує і металокерамічна обробка металевих деталей і конструкцій. До переваг такого захисту від газової корозії можна віднести не тільки надійне термо - і механічного покриття, але і можливість гнучкої модифікації фізико-хімічних властивостей оболонки. В складі функціонального шару можуть задіюватися і тугоплавкі оксиди, і металеві компоненти зразок молібдену і вольфраму.

Висновок

Організацією контролю засобів протикорозійного захисту займаються фахівці, розробляючи та ухвалюючи проекти для конкретних об'єктів. У Росії одним з найбільших управлінь із захисту газових мереж від корозії є АТ «Мосгаз». Співробітники даної структури займаються обслуговуванням газових господарств, підтримуючи оптимальний стан робочої інфраструктури. Зокрема, організація виконує такі роботи, як монтаж установок електрохімічного захисту, оцінка небезпеки підземних газопроводів, аналіз інтенсивності корозійної агресивності матеріалів і т. д. Для більшості робіт використовується сучасне метрологічне обладнання, що дозволяє точно і всебічно досліджувати цільові об'єкти на предмет ураження корозією і захисту від неї.