Gaasi korrosioon: määratlus, funktsioonid ja probleemi lahendamise viisid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Paljud tööstusharud ja ehitus kasutavad gaasisegusid hõlmavaid tehnoloogilisi meetodeid. See võib olla näiteks osade töötlemine propaanipõletite all või kaitsekeskkonna moodustamine keevitamise ajal, et isoleerida toorik hapnikust. Teatud tingimustel võivad sellised protsessid esile kutsuda gaasi korrosiooni – eriti kõrgendatud temperatuuril või rõhul. Suureneb keemiline aktiivsus, mis mõjutab negatiivselt metallide ja sulamite struktuuri. Seetõttu töötatakse välja spetsiaalsed vahendid selliste nähtuste vältimiseks ja korrosioonijälgede vastu võitlemiseks.

Gaasi korrosiooni määramine

Seda tüüpi korrosioonikahjustused on metallide pinna keemiline deformatsioon kõrgel temperatuuril. Tavaliselt leidub selliseid nähtusi metallurgia-, naftakeemia- ja keemiatööstuses. ToNäiteks võib korrosioon tekkida väävelhappe tootmisel, ammoniaagi sünteesil ja vesinikkloriidi moodustumisel. Samuti on metallide gaasikorrosioon oksüdatiivne reaktsiooniprotsess, mis toimub ümbritseva õhu teatud niiskuskoefitsiendiga tingimustes. Kuid mitte iga gaas ei saa esile kutsuda korrosiooni. Selles suhtes on kõige aktiivsemad segud lämmastikoksiidid, vääveldioksiid, hapnik, vesinik ja halogeenid. Mis puutub hävitamisobjektidesse, siis ahjude ja katelde armatuurvardad, torujuhtmevõrgud, gaasiturbiinide pinnad, sisepõlemismootorite elemendid ja sulamid, mida metallurgias kuumtöödeldakse.

Protsessi funktsioonid

Reaktsiooni esimeses etapis hapnikuaatomid kemisorbeeritakse metalli pinnal. Selle korrosiooni peamine omadus seisneb hapniku ja metalli vastasmõju spetsiifilisuses. Fakt on see, et reaktsioonil on ioonne interaktsioon ja see eristab seda tüüpilistest keemilistest protsessidest dioksiidis. Side on tugevam, kuna hapnikuaatomeid mõjutab nende all olevate metalliaatomite väli. Lisaks toimuvad hapniku adsorptsiooniprotsessid ja termodünaamilise stabiilsuse tingimustes muutub kemisorptsioonikiht kiiresti oksiidkileks. Lõppkokkuvõttes võib gaasi korrosioon moodustada metalli pinnale soolasid, sulfiide ja oksiide. Korrosioonikahjustuste protsesside intensiivsust mõjutavad oksüdeeriva aine (gaasilise keskkonna) omadused,mikroklimaatilised parameetrid (temperatuur, rõhk ja niiskus), samuti keemilise reaktsiooni objekti enda hetkeseisund.

Gaasi korrosioonivastane kaitse legeerimisega

Üks levinumaid meetodeid metalli kaitsmiseks igasuguste söövitavate protsesside eest. See meetod põhineb korrodeeruva metalli struktuuri omaduste muutmisel. Iseenesest hõlmab legeerimine sulami muutmist, lisades selle struktuuri passiveerumist põhjustavaid komponente. Eelkõige võib kasutada volframi, niklit, kroomi jne.. Eriti gaasi korrosioonikaitseks kasutatakse elemente, mis suurendavad metalli kuumakindlust ja kuumakindlust. Legeerimisprotsessi saab läbi viia nii spetsiaalsete kattekihtide pealekandmisega kui ka tooriku sukeldamisega modifitseerivate komponentide gaasifaasi. Mõlemal juhul suureneb metalli vastupidavus oksüdatiivsetele protsessidele. Näiteks raua detaili oksüdatsioonikiiruse poole vähendamiseks 900 °C juures on vaja see legeerida A1 klassi sulamiga 3,5% ja neljakordseks redutseerimiseks modifikaatoriga A1 5,5%.

Kaitsekeskkond kui vahend korrosiooni vastu võitlemiseks

Teine meetod metallide toorikute ja sulamite kaitsmiseks gaasi oksüdatsioonist põhjustatud korrosioonikahjustuste eest. Kaitsekeskkonda võivad moodustada argooni, lämmastiku ja süsiniku keskkond. Iga metalli jaoks kasutatakse spetsiifilisi gaasisegusid. Näiteks malm on kaitstud argooni võisüsinikdioksiidi ühendid ning teras interakteerub hästi vesiniku ja lämmastikuga. Magistra altorustike hoolduses kasutatakse seda tüüpi kaitset peamiselt montaaži keevitustööde tegemisel. Konstantsel töörežiimil kasutatakse sagedamini gaasivõrkude elektrilist korrosioonikaitset, mida tehniliselt teostavad kaabliahelatega pooljuhid. See on omamoodi elektrokeemiline korrosioonivastane kest, mis sisaldab konstruktsioonis anoodi eest kaitsva galvaanilise kaitse elemente.

Korrosioonivastaste kuumakindlate kattekihtide kasutamine

See meetod seisneb ka korrosiooniprotsessi kiiruse vähendamises, kuid spetsiaalsete kuumakindlate katete arvelt. Tavaliselt kasutatav meetod raud-alumiinium termilise difusioonikihtide pealekandmiseks on tuntud kui termokroomimine. Tõhusa kaitse tagab ka metallosade ja -konstruktsioonide keraamiline-metalltöötlemine. Sellise gaasikorrosioonivastase kaitse eelised hõlmavad mitte ainult usaldusväärset termilist ja mehaanilist katet, vaid ka kesta füüsikalis-keemiliste omaduste paindliku muutmise võimalust. Funktsionaalse kihi osana saab kasutada nii tulekindlaid oksiide kui ka metallkomponente, nagu molübdeen ja volfram.

Järeldus

Spetsialistid tegelevad korrosioonikaitse kontrolli korraldamisega, konkreetsete objektide projektide väljatöötamisega ja kooskõlastamisega. Venemaal on JSC Mosgaz üks suurimaid gaasivõrkude korrosiooni eest kaitsmise osakondi. Töötajadsellest struktuurist tegelevad gaasirajatiste teenindamisega, säilitades töötava infrastruktuuri optimaalse seisukorra. Eelkõige teostab organisatsioon selliseid töid nagu elektrokeemiliste kaitsepaigaldiste paigaldamine, maa-aluste gaasitorustike ohtlikkuse hindamine, materjalide söövitamise intensiivsuse analüüs jne. Enamiku tööde teostamiseks kasutatakse kaasaegseid metroloogilisi seadmeid. uurige täpselt ja põhjalikult sihtobjekte korrosiooni suhtes.