|
Коррозионный износ Категория: Ремонт оборудования предприятий молочной промышленности Коррозионный износ Коррозия — это процесс Химическая коррозия. В сухих газах при высоких температурах или в неэлектролитах (бензин, керосин, масло) металл вступает в химическую реакцию с внешней средой, в результате на поверхности металла образуется окисная пленка и он начинает разрушаться. В одних случаях (у стали и чугуна) окисная пленка непрочная, и коррозия распространяется в металл. В других случаях (у алюминия) из-за высокой прочности пленки металл больше не разрушается. Однако сопротивляемость коррозии одного и того же металла или сплава в различных средах различна. Алюминий, например, стоек в воздухе и пресной воде, но нестоек в растворах щелочей и кислот. Электрохимическая коррозия. В результате взаимодействия металла с электролитами (растворы солей, кислот, щелочей), т.е. жидкостями, проводящими электрический ток, происходит электрохимическая коррозия. Металлы в молочной промышленности подвергаются значительной коррозии, так как на производстве широко используют такие электролиты, как щелочные и кислотные моющие растворы, раствор хлористого кальция (рассол) и др. При взаимодействии металла с электролитом образуются микрогальванические элементы. Зерна металла будут являться анодами, а загрязнения, примеси, другие компоненты сплава — катодами. В результате растворения анода происходит электрохимическая коррозия металла. Следовательно, чем чище (однороднее по составу) металлы, тем выше их коррозионная стойкость. Сплавы больше подвергаются коррозии, чем металлы. Часто встречается атмосферная коррозия при увлажнении поверхностей металла. Скорость ее возрастает с увеличением влажности воздуха (выше 60—70%) и его загрязненности частицами угля, золы и особенно S02 (в котельных). По характеру коррозионных разрушений поверхности различают коррозию равномерную (поверхностную), местную и межкристаллитную. Защита от коррозии. Борьба с коррозией ведется по следующим направлениям: воздействие на состав металла и среды, электрохимическая защита, конструктивные меры и применение защитных (антикоррозийных) покрытий. Воздействие на состав металла производят путем добавления в него компонентов, повышающих коррозионную стойкость (для железа — медь и хром), или повышения степени очистки металла (алюминий). Воздействие на состав среды применяют в том случае, когда среда заключена в сравнительно небольшом объеме. Например, воду для питания паровых котлов освобождают от кислорода, нагревая ее при пониженном давлении в специальных устройствах деаэраторах. Для замедления скорости коррозии добавляют ингибиторы (замедлители, пассиваторы), частицы которых на поверхности металлов создают тонкие защитные пленки, препятствующие реакции металла с агрессивной средой. При использовании ингибиторов необходимо учитывать агрессивность среды и металла. Электрохимическая (протекторная) защита основана на том, что при контакте двух различных металлов в электролите металл с более низким электродным потенциалом (протектор), разрушаясь, защищает от разрушения металл с более высоким потенциалом. Конструктивные меры заключаются в том, что недопускают взаимных контактов металлов, способных вызвать коррозию (например, алюминия с медью или латунью). Применение защитных покрытий получило наибольшее распространение из всех способов борьбы с коррозией металлов. Покрытия разделяются на металлические и неметаллические. Металлические осуществляют изоляцию металла от воздействия внешней среды, по возможности обеспечивая электрохимическую защиту. Наносят металлические покрытия гальваническим, меха-нотермическим или другими способами. Гальваническим способом на поверхность металлического изделия наносят тонкий слой (0,005—0,030 мм) защитного металла (хром, никель, олово, цинк, кадмий и др.) из раствора его соли при помощи электролиза. В этом случае обеспечивается равномерность и плотность покрытия, экономный расход цветных металлов, возможность регулирования толщины защитного слоя. Механотермический способ (плакирование)—покрытие одного металла другим в результате их совместной горячей прокатки. Способ набрызгивания (металлизация) состоит в нанесении на деталь расплавленного металла струей сжатого воздуха специальным аппаратом-металлизатором. Диффузионный способ основан на диффузии различных элементов (металлов) в поверхностные слои детали при высокой температуре. При горячем способе защиты детали погружают в ванну с расплавленным металлом (цинком, оловом, свинцом) или наносят защитный металл либо его порошок на предварительно нагретую деталь. Неметаллические покрытия разделяют на лакокрасочные, эмали, смазки, окисные защитные пленки. Лакокрасочные покрытия наносят и закрепляют на поверхности детали. Пленка состоит из раствора красителей (пигментов) в органических пленкообразующих веществах (растительное масло, лаки, смолы и др.). Лакокрасочные покрытия дешевле металлических, легко восстанавливаются при износе. Эмали —это нерастворимые силикаты типа стекла (стеклообразующие сплавы). Эмалевые покрытия применяют для защиты внутренних поверхностей емкостей для хранения молока, вакуум-аппаратов, трубопроводов для молока и тары. В качестве антикоррозийных покрытий металлических изделий при их хранении и транспортировке применяют смазки. Реклама:Читать далее:Основы гидродинамической теории смазки
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
|
|
|
Способствует коррозии металлов их контакт с молочными продуктами, содержащими молочную кислоту, а также образование конденсата на поверхностях трубопроводов, по которым транспортируются жидкости температурой ниже температуры цеха (холодная вода, молоко и т.д.).
Коррозионный износ — деталь — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Коррозионный износ деталей происходит в результате разрушения металлов от химических, тепловых и электрохимических воздействий.
Металлы коррозируются от действия воды и различных кислот, в результате чего возникают процессы окисления поверхностей деталей ( ржавчина и др. -), а это приводит к их износу и порче. С, например у клапанов, поршней, поршневых колец, лод влиянием теплового воздействия и окислительных процессов выгорает и окисляется металл деталей и изменяется структура его поверхностного слоя, вследствие чего ухудшаются механические свойства деталей.
[1]
Коррозионный износ деталей определяется также исходным значением щелочности и скоростью ее изменения. Чем больше проработало масло, тем ниже становится показатель щелочности. Поэтому показатель щелочности вводится в число показате-лей качества масла.
[2]
На коррозионный износ деталей и систем двигателя ( камера сгорания, поршневые кольца, клапаны, выхлопная система), кроме перечисленных факторов, значительное влияние оказывает общее количество неактивных сернистых соединений, содержащихся в бензине.
[3]
| Влияние содержания серы [ IMAGE ] Влияние состава смеси в бензине на износ двигателя. на износ двигателя.
[4] |
На коррозионный износ деталей и систем двигателя ( камера сгорания, поршневые кольца, клапаны, выхлопная система), кроме перечисленных факторов, значительное влияние оказывает общее количество неактивных сернистых соединений, содержащихся в бензине. На рисунке 8 показано влияние серы, содержащейся в бензине, на износ деталей двигателя.
[5]
Потенциальную способность масла вызывать коррозионный износ деталей автомобилей характеризует коррозионность. Ее оценивают по потере массы в граммах, погруженных на определенное время в нагретое масло свинцовых пластинок, отнесенной к площади их поверхности.
[6]
К физическому износу относится также коррозионный износ деталей и агрегатов, возникающий в результате химического или электрохимического взаимодействия металла с внешней средой.
В процессе эксплуатации коррозия может возникать вследствие атмосферных воздействий, из-за неблагоприятных контактов металла в конструкции, под воздействием рабочей жидкости в системах, под влиянием газовой среды при высоких температурах. На рис. 14 показана деталь, пораженная язвенной коррозией.
[7]
Для предотвращения или эффективного снижения коррозионного износа деталей цилиндропоршневой группы и подшипников коленчатого вала моторные масла должны обеспечить нейтрализацию кислых продуктов, образующихся при сгорании топлива, и защиту поверхности деталей от их воздействия.
[8]
Топлива не должны вызывать коррозии и коррозионных износов деталей и двигателей. Соответственно в действующих ГОСТ на дизельные топлива не должно быть водорастворимых кислот и щелочей, свободной горы и активных сернистых с о е д 11 н е н и и и ограничивается содержание органических кислот и неактивной с еры.
[9]
С увеличением в масле концентрации нейтрализующих ( щелочных) присадок заметно снижается коррозионный износ деталей цилиндропоршневой группы.
[10]
Таким образом, исследование показывает, что работа карбюраторных двигателей на сернистом бензине сопряжена с повышенным коррозионным износом деталей цилиндро-поршневой группы.
[11]
| Экономия топлива при предварительном подогреве воздуха 1 ( тг — температура топочных газов, tB — температура воздуха.
[12] |
Как показано ранее, поддержание оптимального избытка воздуха при сжигании сернистого топлива снижает температуру точки росы, позволяет свести к минимуму коррозионный износ деталей печей и тем самым увеличить межремонтный период их эксплуатации.
[13]
Как показано ранее, поддержание оптимального значения избытка воздуха при сжигании сернистого топлива снижает температуру точки росы и позволяет свести до минимума коррозионный износ деталей печи и увеличить тем самым межремонтный период эксплуатации печей.
[14]
При применении топлив в условиях повышенных температур наибольшая опасность заключается в возможности засорения фильтров твердой фазой, образующейся в результате окисления топлив и коррозионного износа деталей топливной системы.
Скорость образования в горючих и некоторых окислителях нерастворимых продуктов достаточно велика.
[15]
Страницы:
1
2
Коррозионный износ – О трибологии
Содержание
Определение:
Коррозионный износ – это тип износа, при котором поверхность материала разрушается в результате химической реакции между поверхностью материала и коррозионной средой, которая может быть либо химические агенты, смазочные материалы или атмосферные среды. Это распространенный тип износа, который называется износом, вызванным химической реакцией или коррозией. Поскольку этот износ характеризуется как процессами износа, так и коррозией, материал, подвергающийся этому, подвергнется серьезному повреждению или потере материала [1]. Коррозионный износ железной трубы показан на рис. 1.
Рис-1 Коррозионный износ больших железных труб.
Механизмы коррозии:
Механизм коррозии можно объяснить по-разному в зависимости от типа среды, лежащей в основе процесса коррозии, и наличия корродирующих материалов.
Рассматривая поверхность раздела материала в состоянии скольжения в смазочной среде, испытывающей коррозию, можно наблюдать следующие режимы взаимодействия коррозионного агента с изнашиваемой поверхностью.
Образование защитной пленки:
Материал, подвергающийся коррозии, может подвергаться поверхностным изменениям, в результате чего на поверхности образуется смазочная пленка. Если эта смазочная пленка подавляет эффекты адгезии и коррозии, то она образует тонкую защитную пленку. Однако такого рода защитные пленки, образуемые продуктами коррозии, встречаются очень редко [2]. Схематическое изображение этого режима можно увидеть на рис. 2.
Рис-2 Схематическое изображение режима защитной пленки [1]
Формирование жертвенного слоя:
В этом случае пленка, образованная продуктами коррозии, способна подавлять адгезию, выступая в роли жертвенного слоя. Однако происходит образование коррозионного износа, и такого рода пленки можно наблюдать в случае ионных соединений или хрупких оксидов [3].
Схематическое изображение этого режима показано на рис. 3.
Рис-3 Схематическое представление режима жертвуемого слоя [1]
Быстрое коррозионное образование:
В этом режиме коррозионного износа образовавшаяся тонкая защитная пленка будет полностью изношена, что приведет к образованию пятен на поверхности. Из-за наличия крупных питтингов происходит анодное растворение на поверхности, вызывающее интенсивную коррозию среды. Схематическое изображение этого режима показано на рис. 4.
Рис-4 Схематическое изображение образования быстрой коррозии [1]
Разделение коррозии и износа:
В этом режиме образующиеся коррозионные продукты являются слабыми и растворимыми в жидкой среде, поэтому износ и коррозия действуют на поверхность независимо. Есть участки, где преобладает адгезионный износ, а в некоторых участках коррозия прогрессирует [4]. Этот режим показан на рис. 5.
Рис-5 Схематическое изображение независимых действий коррозии и износа [1]
Модель коррозионного износа, прогнозирующая износ:
Как мы видели из режимов образования коррозионного изнашивания, основной характеристикой коррозионного изнашивания является образование коррозионных пленок.
Образующиеся коррозионные пленки изначально защищают поверхности как от коррозии, так и от адгезии, что, если это жертвенная пленка, приводит к последующим потерям из-за механического перемешивания поверхностной среды. Этот процесс образования пленки можно смоделировать для прогнозирования характеристик износа с течением времени [5].
Рис-6 Модель коррозионного износа, объясняющая защитную пленку [1]
На рис. 6 показан график зависимости толщины пленки/глубины износа от времени. При постепенном увеличении времени коррозионного изнашивания происходит образование пассивирующей пленки, которая при определенной толщине препятствует адгезионному износу и поддерживает стабильный коррозионный износ. Однако из-за повышения температуры трения за счет скольжения препятствуют образованию этой пленки [6].
Синергизм между адгезией и коррозией:
Воздействие смазочных материалов на поверхность материалов необходимо для уменьшения износа поверхности.
При коррозионном износе, поскольку реакционная способность смазочной среды, вызывающей коррозию, снижается с образованием защитной пленки, снижается адгезионный износ. Таким образом, реакционная способность смазки зависит от коррозионной активности поверхности, если коррозионная активность увеличивается, реактивность смазки увеличивается, что снижает образование защитной пленки, вызывая более высокие скорости адгезионного износа. Поэтому важно оптимизировать состав смазки, чтобы сбалансировать скорости коррозионного и адгезионного износа [7]. График зависимости скорости износа от реактивности смазки показан на рис. 7.
Рис. 7 График зависимости скорости износа от реактивности смазки [1]
Исследование коррозионного износа:
X.H. Танг и др. изучили изменения микроструктуры чугунов с высоким содержанием хрома в отношении сопротивления износу и коррозии. Было обнаружено, что коррозионная стойкость этих сплавов зависит от концентрации Cr и объема присутствующих карбидов [8].
Было предпринято несколько попыток изучить обработку раствором для снижения коррозии и износа. Бинг Хе и др. обнаружили, что обработанный раствором слой 316L, изготовленный на лазерной наплавке, снижает коррозионную стойкость и износостойкость [9].]. Коррозионная стойкость и износостойкость могут быть обеспечены различными способами путем модификации поверхностей, покрытия поверхностей, обеспечения смазки и т. д. Кеннет и др. использовали золу рисовой шелухи (RHA) и оксид алюминия в качестве армирующего материала для Al-Mg- Матрица из сплава кремния, они обнаружили, что увеличение весового процента RHA приводит к увеличению скорости износа [10].
Ссылка:
[1] Stachowiak, G.W. и Батчелор, А.В., 2013. Инженерная трибология. Баттерворт-Хайнеманн.
[2] Д.Р. Холмс и Р.Т. Паско, Взаимодействие при деформации и окислении в сталях и модельных сплавах, Werkstoff and Korrosion, Vol. 23, 1972, стр. 859-870.
[3] Ф.Ф. Тао, Исследование явлений окисления при коррозионном износе, ASLE Transactions, Vol.
12, 1969, стр. 97-105.
[4] С.М. Хсу и Э. Э. Клаус, Оценка температуры молекулярного соединения в четырехшариковых контактах с помощью исследований скорости химических реакций, ASLE Transactions, Vol. 21, 1978, стр. 201-210.
[5] Y. Yahagi и Y. Mizutani, Коррозионный износ стали в смесях бензин-этанол-вода, Wear, Vol. 97, 1984, стр. 17-26.
[6] Ю. Яхаги и Ю. Мизутани, Коррозионный износ чугуна (1) – влияние серной кислоты, JSLE Transactions, Vol. 31, 1986, стр. 883-888.
[7] Э. Э. Клаус и Х. Э. Клаус Бибер, Влияние некоторых физических и химических свойств смазочных материалов на граничную смазку, ASLE Transactions, Vol. 7, 1964, стр. 1-10.
[8] Танг, Х.Х., Чанг, Р., Ли, Д.Ю., Хинкли, Б. и Долман, К., 2009. Изменения в микроструктуре чугунов с высоким содержанием хрома и результирующие изменения в стойкости к износу, коррозии и коррозионному износу. . Wear , 267 (1-4), стр. 116-121.
[9] He, B., Zhang, L., Zhu, Q.
, Wang, J., Yun, X., Luo, J. and Chen, Z., 2020. Эффект обработанного раствором слоя 316L, изготовленного лазерная наплавка на износостойкость и коррозионную износостойкость. Оптика и лазерные технологии , 121 , стр. 105788.
[10] Аланеме, К.К. и Olubambi, P.A., 2013. Коррозия и износостойкость золы рисовой шелухи — гибридных композитов на основе сплава Al–Mg–Si, армированных оксидом алюминия. Журнал исследований и технологий материалов , 2 (2), стр. 188-194.
Коррозионный и окислительный износ. Механизмы и характеристики
В целом, износ представляет собой механически вызванное поверхностное повреждение, которое приводит к постепенному удалению материала из-за относительного движения между этой поверхностью и контактирующим веществом или веществами. Контактирующее вещество может состоять из другой поверхности, жидкости или твердых абразивных частиц, содержащихся в той или иной форме жидкости или суспензии, такой как смазка.
Как и в случае с трением, наличие износа может быть как хорошим, так и плохим. Продуктивный контролируемый износ можно обнаружить в таких процессах, как механическая обработка, резка, шлифовка и полировка. Однако в большинстве технологических применений возникновение износа крайне нежелательно и является чрезвычайно дорогостоящей проблемой, поскольку приводит к износу или выходу из строя компонентов. С точки зрения безопасности, это часто не так серьезно (или так внезапно), как перелом, и это потому, что износ обычно ожидается.
Определенные характеристики материала, такие как твердость , тип карбида и объемный процент, могут иметь решающее влияние на износостойкость материала в данном применении. Износ , как и коррозия, имеет несколько типов и подтипов, которые в некоторой степени предсказуемы, и их довольно сложно надежно протестировать и оценить в лаборатории или при обслуживании.
Коррозионный износ — это процесс деградации материала из-за комбинированного воздействия коррозии и износа.
Это процесс износа, при котором происходит скольжение в агрессивной среде. В отсутствие скольжения продукты коррозии (например, оксиды) будут образовывать на поверхностях пленку толщиной менее микрометра, которая будет замедлять или даже устранять коррозию, но скольжение изнашивает пленку. так что дальнейшая коррозия может продолжаться. Окислительный износ является одной из наиболее распространенных форм коррозионного износа, поскольку богатая кислородом среда является типичной средой, в которой происходит этот процесс износа. Коррозионный износ требует как коррозии, так и трения. Химическая коррозия возникает в высококоррозионных средах, при высокой температуре и высокой влажности.
Эрозия – коррозия
Эрозия также может возникать в сочетании с другими формами деградации, такими как коррозия. Это называется эрозией-коррозией. Эрозионная коррозия представляет собой процесс деградации материала из-за комбинированного действия коррозии и износа. Почти все текущие или турбулентные агрессивные среды могут вызывать эрозионную коррозию.
Механизм можно описать следующим образом:
- механическая эрозия материала или защитного (или пассивного) оксидного слоя на его поверхности,
- усиленная коррозия материала, если скорость коррозии материала зависит от толщины оксидного слоя.
Износ представляет собой процесс механического разрушения материала, происходящий при трении или соударении поверхностей, тогда как коррозия включает химические или электрохимические реакции материала. Коррозия может ускорить износ, а износ может ускорить коррозию.
Ссылки:
Материаловедение:
- Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. 19 января.93.
- Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
- Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
