Plinska korozija: definicija, značilnosti in načini za rešitev problema

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Številne industrije in gradbeništvo uporabljajo tehnološke metode, ki vključujejo mešanice plinov. To je lahko na primer obdelava delov pod propanskimi gorilniki ali oblikovanje zaščitnih okolij med varjenjem za izolacijo obdelovanca pred kisikom. Pod določenimi pogoji lahko takšni procesi izzovejo plinsko korozijo - zlasti pri povišani temperaturi ali tlaku. Poveča se kemična aktivnost, kar negativno vpliva na strukturo kovin in zlitin. Zato se razvijajo posebna sredstva za preprečevanje tovrstnih pojavov in boj proti nastalim sledi tovrstne korozije.

Določanje plinske korozije

Ta vrsta korozijske poškodbe je kemična deformacija površine kovin pri visoki temperaturi. Običajno se takšne pojave pojavljajo v metalurški, petrokemični in kemični industriji. ZaNa primer, korozija se lahko pojavi med proizvodnjo žveplove kisline, med sintezo amoniaka in tvorbo vodikovega klorida. Tudi plinska korozija kovin je oksidativni reakcijski proces, ki se pojavi v pogojih z določenim koeficientom vlažnosti v okoliškem zraku. Vendar pa vsak plin ne more povzročiti korozije. Najbolj aktivne mešanice v tem pogledu so dušikovi oksidi, žveplov dioksid, kisik, vodik in halogeni. Kar zadeva predmete uničenja, armaturne palice peči in kotlov, cevovodna omrežja, površine plinskih turbin, elemente motorjev z notranjim zgorevanjem in zlitine, ki so podvržene toplotni obdelavi v metalurgiji.

Procesne funkcije

Na prvi stopnji reakcije se atomi kisika kemosorbirajo na kovinsko površino. Glavna značilnost te korozije je v posebnostih interakcije kisika s kovino. Dejstvo je, da ima reakcija značaj ionske interakcije, kar jo razlikuje od tipičnih kemičnih procesov v dioksidu. Vez je močnejša, ker na atome kisika vpliva polje osnovnih kovinskih atomov. Nadalje potekajo procesi adsorpcije kisika in v pogojih termodinamične stabilnosti se kemisorpcijska plast hitro pretvori v oksidni film. Končno lahko plinska korozija tvori soli, sulfide in okside na kovinski površini. Na intenzivnost procesov korozijske poškodbe vplivajo lastnosti oksidacijskega sredstva (plinasti medij),mikroklimatski parametri (temperatura, tlak in vlaga), kot tudi trenutno stanje samega kemično reakcijskega predmeta.

Zaščita pred plinsko korozijo z legiranjem

Ena najpogostejših metod zaščite kovine pred vsemi vrstami korozivnih procesov. Ta metoda temelji na spreminjanju lastnosti strukture korodirajoče kovine. Zlitina sama po sebi vključuje modifikacijo zlitine z uvajanjem komponent, ki povzročajo pasivizacijo njene strukture. Uporabljajo se lahko zlasti volfram, nikelj, krom itd.. Predvsem za plinsko protikorozijsko zaščito se uporabljajo elementi, ki povečajo toplotno odpornost in toplotno odpornost kovine. Postopek legiranja se lahko izvede tako z nanosom posebnih premazov kot s potopitvijo obdelovanca v plinsko fazo modificirajočih komponent. V obeh primerih se poveča odpornost kovine na oksidativne procese. Na primer, da bi prepolovili hitrost oksidacije železovega dela pri 900 °C, ga je treba legirati z zlitino razreda A1 3,5 %, za štirikratno redukcijo pa z modifikatorjem A1 5,5 %.

Zaščitna atmosfera kot sredstvo za boj proti koroziji

Še ena tehnika za zaščito kovinskih surovcev in zlitin pred korozijo zaradi oksidacije plina. Zaščitne atmosfere lahko tvorijo argon, dušik in ogljikov mediji. Za vsako kovino se uporabljajo posebne mešanice plinov. Na primer lito železo je zaščiteno z argonom ozspojine ogljikovega dioksida, jeklo pa dobro sodeluje z vodikom in dušikom. Pri vzdrževanju magistralnih cevovodov se tovrstna zaščita uporablja predvsem pri izvajanju montažnega varjenja. V stalnem načinu delovanja se pogosteje uporablja električna zaščita plinskih omrežij pred korozijo, ki jo tehnično izvajajo polprevodniki s kabelskimi vezji. To je nekakšna elektrokemična protikorozijska lupina, ki v strukturi vključuje elemente anodne zaščitne galvanske zaščite.

Uporaba protikorozijskih toplotno odpornih premazov

Ta metoda je tudi zmanjšanje stopnje korozije, vendar na račun posebnih toplotno odpornih premazov. Običajno uporabljena tehnika za nanašanje toplotno difuzijskih plasti železo-aluminij je znana kot termokromiranje. Učinkovito zaščito zagotavlja tudi kovinsko-keramična obdelava kovinskih delov in konstrukcij. Prednosti takšne zaščite pred plinsko korozijo vključujejo ne le zanesljivo toplotno in mehansko prevleko, temveč tudi možnost fleksibilnega spreminjanja fizikalno-kemijskih lastnosti lupine. Kot del funkcionalne plasti se lahko uporabljajo tako ognjevzdržni oksidi kot kovinske komponente, kot sta molibden in volfram.

Sklep

Strokovnjaki se ukvarjajo z organizacijo nadzora protikorozijske zaščite, razvojem in odobritvijo projektov za posamezne objekte. V Rusiji je JSC Mosgaz eden največjih oddelkov za zaščito plinskih omrežij pred korozijo. Zaposlenite strukture se ukvarjajo s servisiranjem plinskih objektov, vzdrževanjem optimalnega stanja delovne infrastrukture. Organizacija opravlja zlasti taka dela, kot so namestitev elektrokemičnih zaščitnih naprav, ocena nevarnosti podzemnih plinovodov, analiza intenzivnosti korozivnosti materialov itd. Za večino dela se uporablja sodobna meroslovna oprema za natančno in izčrpno preglejte ciljne predmete glede korozije od nje.