Меры защиты от коррозии: Защита от коррозии. Способы защиты металлов.

alexxlab | 02.02.1976 | 0 | Разное

Содержание

Меры по защите поверхности и антикоррозионной защите

Приняв целенаправленные профилактические меры, наши приводы можно использовать даже в самых экстремальных условиях окружающей среды. Сочетание внутренней обработки и защиты поверхности обеспечивает оптимальную защиту для двигателей и редукторов. Будьте готовы.

Защитное покрытие и антикоррозионная защита Защитное покрытие и антикоррозионная защита

Наши редукторы и двигатели обладают не только стандартной защитой от обычных коррозионных воздействий в промышленной среде, например от влаги, масел, грязи или химикатов. Дополнительные методы обработки и специальные материалы обеспечивают эксплуатацию даже в экстремальных условиях. Используйте наши приводы в любых средах – от незначительной сырости или загрязненности до регулярной влажной уборки с кислотными и щелочными моющими средствами.

Наше защитное покрытие варьируется от стандартного до покрытий OS1* – OS3*, с пакетом опций ASPETICplus®покрытие OS4* входит в стандартную комплектацию.

Пакет опций XCO®идет еще дальше. Инновационное

олово-никелевое защитное покрытие предотвращает отслоение ЛКПи выглядит как нержавеющая сталь. Это защитное®покрытие XCO является важной составной частью пакета®опций XCO. К тому же в пакет опций XCO®входят еще болты из нержавеющей стали, штекерный разъем IS, степень защиты IP69K и т. д.

*В соответствии с категориями коррозионной агрессивности среды – от С1 (очень низкая) до С5-I / C5-M (очень высокая).


Дополнительные профилактические меры предлагаются не только для стандартных компонентов нашего оборудования. Наши асептические двигатели серии DAS..с пакетами опций XCO®и ASEPTICplus®уже оптимизированы для использования в особых производственных зонах с санитарно-гигиеническими требованиями. А с нашими редукторами из нержавеющей стали серии RES.. и KES..предложение продукции для зон с высокими требованиями к чистоте будет полным. Стойкая к воздействию кислот и щелочей поверхность из высококачественной нержавеющей стали легко моется и долго служит.


Пакет опций XCO®

В рамках пакета опций XCO®(eXtreme Corrosion O

ption) мы предлагаем защитное покрытие, которое разработано специально для применения в пищевой промышленности и производстве напитков и защищает приводы и вашу продукцию даже в экстремальных условиях окружающей среды.

В случае XCO®речь идет об инновационном олово-никелевом защитном покрытии, которое имеет высокую коррозионную стойкость и в то же время безопасно для пищевых продуктов. Защитное покрытие устойчиво к царапинам и имеет твердость 645 HV (по Виккерсу). Больше никаких отслоений краски!

Узнайте больше о различных способах защиты поверхности. Примеры применения помогут выбрать правильный вариант защиты для вашего редуктора или двигателя.

ОБЪЯСНЯЕТ КРАТКО И ЛАКОНИЧНО: OKS 2200

Использование ресурсов без вреда для окружающей среды является важной темой и в области промышленности. Кроме того, аспект безопасного обращения с химическими веществами приобретает все большее значение в рабочей среде, включая хранение и транспортировку форм, машин, инструментов и металлических заготовок.

Фотография: © MaxSafaniuk - stock.adobe.com

С целью их дополнительной защиты от неблагоприятного воздействия окружающей среды, в том числе влажности, солесодержащей атмосферы, температурных колебаний, а также промышленной атмосферы, была разработана OKS 2200, экологически безвредная временная защита от коррозии для любых полированных металлических поверхностей. Данная защита от коррозии на водной основе не содержит ЛОС, т. е. при обработке не происходит высвобождения паров летучих органических соединений. Поэтому такая защита не влечет за собой опасности взрыва и соответствующие защитные меры вроде эксплуатации вытяжных установок не требуются.

Регулирование толщины слоя для оптимальной защиты от коррозии возможно посредством простого разведения продукта водой. После нанесения слоя нужной толщины на сухую металлическую поверхность OKS 2200 высыхает и образует прочную и сухую восковую пленку, которую можно легко удалить теплой водой и очистителями на водной основе. Благодаря водной основе этот продукт можно также смело наносить на нагретые промышленные заготовки для быстрой сушки.

OKS 2200 отлично подходит для защиты от коррозии промышленных заготовок, которые перед дальнейшей обработкой в рамках технологического процесса размещаются на промежуточное хранение. Поэтому OKS 2200 особенно успешно применяется в обработке металлов, литье под давлением и в других производственных процессах.

Примеры применения

1. Защита форм при промежуточном хранении

В производстве полимерных материалов для формования применяется метод литья под давлением, при котором раскаленный жидкий полимерный материал разливается в соответствующие формы. Такие формы производятся из металла, поэтому в ходе промежуточного хранения их следует защищать от коррозии.
Фотография: © OKS


 


2. Защита металлических заготовок в рамках технологического процесса

На металлообрабатывающих заводах в рамках технологического процесса заготовки зачастую помещают на временное промежуточное хранение или перевозят на другие места перед дальнейшей обработкой. В связи с этим заготовки обеспечивают антикоррозионной защитой.

Фотография: © Mira - Fotolia

Свойства

  • Экологичный продукт без ЛОС на водной основе
  • Благоприятен для рабочего места и не вредит здоровью, т. к. при обработке не возникают эмиссии (пары) летучих органических соединений
  • Образует сухую и прочную восковую пленку
  • Обеспечивает хорошую адгезию на металлических поверхностях
  • Пригоден для нагретых деталей (макс. до 100 °C)
Дополнительная информация

OKS 2200 - Защита от коррозии на водной основе, без ЛОВ

Назад к обзору

4. Методы защиты от коррозии. Физическая химия: конспект лекций

Читайте также

2. Классификация процессов коррозии металлов

2. Классификация процессов коррозии металлов Классифицировать коррозию принято по механизму, условиям протекания процесса и характеру разрушения. По механизму протекания коррозионные процессы, согласно ГОСТ 5272-68, подразделяются на два типа: электрохимические и

3. Физико-химические методы анализа состава сплавов

3. Физико-химические методы анализа состава сплавов Различают термический и рентгеноструктурный анализ.Физико-химический анализ – область химии, изучающая посредством сочетания физических и геометрических методов превращения, происходящие в равновесных

1. Основные кинетические характеристики и методы их расчетов

1. Основные кинетические характеристики и методы их расчетов i0 – ток обмена – кинетическая характеристика равновесия между электродом и раствором при равновесном значении электродного потенциала. Токи обмена относят к 1 см2 поверхности раздела электрод-раствор.?–

Глава XI Проблемы защиты от радиоактивных излучений

Глава XI Проблемы защиты от радиоактивных излучений Проблемы защиты от радиоактивных излучений возникают на различных ступенях использования атомной энергии:— на низшей ступени, к которой относится, например, добыча урана, являющегося основным видом ядерного

КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ТЕМНОЙ МАТЕРИИ

КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОИСКА ТЕМНОЙ МАТЕРИИ Эксперименты на БАКе и наземных криогенных детекторах или на ксеноне и аргоне — два способа определить природу темной материи. Третий и последний способ — определить ее путем непрямых наблюдений темной материи в небе и на

Протяженность и длительность. Методы измерений

Протяженность и длительность. Методы измерений Математика – мощный и универсальный метод познания природы, образец для других наук. Рене Декарт «Начала философии» Чтобы прийти к замечательным выводам, ставшими впоследствии законами механики, Галилей, Ньютон и многие

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ

НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВАЯ ДИФФУЗИЯ9.14. Еще в 1896 г. лорд Рэлей показал, что смесь двух газов различных атомных весов может быть частично разделена, если заставить смесь диффундировать через пористую перегородку в вакуум. Молекулы легкого газа благодаря большей

ДРУГИЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ

ДРУГИЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПОВ 9.31. В дополнение к методам разделения изотопов, описанным выше, было испытано также несколько других. Метод ионной подвижности, как указывает название, основан на следующем факте.В растворе электролита два иона, химически тождественные,

Приложение 1. Методы наблюдения быстрых частиц при ядерных реакциях

Приложение 1. Методы наблюдения быстрых частиц при ядерных реакциях В главе I указывалось на значение ионизации в изучении радиоактивности и упоминалось об электроскопе. В настоящем приложении мы кратко остановимся на одном, уже не применяющемся методе, имеющем, как и

7. Методы, которые есть и которые будут

7. Методы, которые есть и которые будут Богат приборный арсенал современной науки о звездах. И все-таки астрономы недовольны. А чем? Не у них ли лучшая техника современности и заинтересованность сильнейших умов планеты? Не у них ли обсерватории старые и новые? Да еще в

3. Снова методы, инструменты, люди — все вместе

3. Снова методы, инструменты, люди — все вместе Первый телескоп, как известно, появился у Галилея. Правда, кое-кто из святых отцов считал безобидный инструмент «бесовским снарядом» и в доказательство приводил слепоту старого ученого как наказание божие. Однако и слепой,

5.2. Методы изучения метеоров и характеристики метеоров

5.2. Методы изучения метеоров и характеристики метеоров Основные сведения о метеороидном веществе получают с помощью методов, основанных на астрономических наблюдениях. Другим источником сведений о метеороидном веществе являются метеориты — остатки крупных метеорных

ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 10. Москва, 2008, стр. 306-307

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: В. А. Сафонов

ЗАЩИ́ТА ОТ КОРРО́ЗИИ, ком­плекс мер, на­прав­лен­ных на сни­же­ние ско­ро­сти кор­ро­зии ма­те­риа­лов. Под ма­те­риа­ла­ми в пер­вую оче­редь под­ра­зу­ме­ва­ют­ся ме­тал­лы, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов или вхо­дят в их со­став. По­сколь­ку имен­но ме­тал­лы оп­ре­де­ля­ют осн. экс­плуа­та­ци­он­ные ха­рак­те­ри­сти­ки из­де­лий из кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов, при­ня­то го­во­рить о З. отк. кон­крет­ных объ­ек­тов, напр. тру­бо­про­во­дов, раз­ных ви­дов транс­пор­та, жел.-бе­тон. кон­ст­рук­ций, под­зем­ных со­ору­же­ний. Ме­то­ды З. отк. мож­но раз­бить на сле­дую­щие груп­пы: ме­то­ды по­вы­ше­ния кор­ро­зи­он­ной стой­ко­сти ма­те­риа­ла, изо­ля­ции ма­те­риа­ла от хи­ми­че­ски аг­рес­сив­ной и кор­ро­зи­он­ной сре­ды, сни­же­ния аг­рес­сив­но­сти сре­ды, а так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды. Вы­бор ме­то­да З. отк. или (ча­ще все­го) их ком­би­на­ции оп­ре­де­ля­ет­ся функ­цио­наль­ны­ми осо­бен­но­стя­ми и ус­ло­вия­ми экс­плуа­та­ции за­щи­щае­мо­го из­де­лия (кон­ст­рук­ции), а так­же эко­но­мич. со­об­ра­же­ния­ми.

Ес­ли нель­зя из­бе­жать кон­так­та кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла с аг­рес­сив­ной сре­дой, при­ме­ня­ют ме­тал­лы с по­вы­шен­ной кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью. Прак­ти­че­ски важ­ны­ми кор­ро­зи­он­но­стой­ки­ми кон­ст­рук­ци­он­ны­ми ма­те­риа­ла­ми яв­ля­ют­ся алю­ми­ний, медь, ни­кель, ти­тан и спла­вы на их ос­но­ве. Ес­ли кон­ст­рук­ци­он­ный ма­те­ри­ал не об­ла­да­ет дос­та­точ­ной кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью, осн. ме­талл ле­ги­ру­ют эле­мен­та­ми, сни­жаю­щи­ми ско­рость кор­ро­зии. Так, ос­но­вой мн. кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов яв­ля­ет­ся склон­ное к кор­ро­зии же­ле­зо. При его ле­ги­ро­ва­нии хро­мом или ни­ке­лем по­лу­ча­ют стой­кие к ат­мо­сфер­ной кор­ро­зии не­ржа­вею­щие ста­ли; раз­ра­бо­та­ны ста­ли, ус­той­чи­вые к воз­дей­ст­вию рас­тво­ров азот­ной, сер­ной и ор­га­нич. ки­слот, ще­ло­чей. Под­би­рая ле­ги­рую­щие ком­по­нен­ты, мож­но рас­ши­рить об­ласть при­ме­не­ния кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла. Напр., ле­ги­ро­ва­ние ме­дью зна­чи­тель­но по­вы­ша­ет стой­кость ря­да ме­тал­лов к кор­ро­зии в вос­ста­но­ви­тель­ных сре­дах, в мор­ской во­де, ле­ги­ро­ва­ние хро­мом – к воз­дей­ст­вию окис­ли­тель­ных сред. Эко­но­ми­че­ски вы­год­ным яв­ля­ет­ся по­верх­но­ст­ное ле­ги­ро­ва­ние: на по­верх­но­сти не­до­ро­го­го и не­дос­та­точ­но кор­ро­зи­он­но­стой­ко­го ме­тал­ла соз­да­ют тон­кий слой спла­ва с вы­со­кой кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью (напр., пу­тём диф­фу­зи­он­но­го цин­ко­ва­ния, хро­ми­ро­ва­ния). Для З. отк. ши­ро­ко ис­поль­зу­ют так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды на­не­се­ния тон­ких (обыч­но де­сят­ки мкм) сло­ёв из $\ce{Ni, Cr, Zn, Cd}$ и др. ме­тал­лов. Кро­ме ле­ги­ро­ва­ния важ­ным в прак­ти­ке З. отк. (осо­бен­но от ло­каль­ных ви­дов кор­ро­зии) яв­ля­ет­ся уда­ле­ние из кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла вред­ных при­ме­сей, ко­то­рые мо­гут об­ра­зо­вы­вать с осн. ме­тал­лом ло­каль­ные галь­ва­нич. эле­мен­ты. Для это­го при­ме­ня­ют спец. тер­ми­че­скую и др. спо­со­бы об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов.

Для изо­ля­ции ме­тал­лов от аг­рес­сив­ной сре­ды ис­поль­зу­ют­ся за­щит­ные ан­ти­кор­ро­зи­он­ные по­кры­тия. Ме­тод при­ме­ня­ют в тех слу­ча­ях, ко­гда по­кры­тие не на­ру­ша­ет ра­бо­ту кон­ст­рук­ции (из­де­лия). Напр., в тру­бо­про­вод­ном транс­пор­те для внеш­ней изо­ля­ции труб от грун­то­вых вод и ат­мо­сфер­ной вла­ги ис­поль­зу­ют од­но­слой­ные по­ли­эти­ле­но­вые или мно­го­слой­ные на ос­но­ве би­ту­ма, ка­мен­но­уголь­но­го пе­ка и по­ли­эти­ле­но­вых плё­нок по­кры­тия. Боль­шое рас­про­стра­не­ние в строи­тель­ст­ве, ав­то­мо­биль­ной пром-сти, су­до­строе­нии, про­из-ве бы­то­вой тех­ни­ки и др. по­лу­чи­ли ла­ко­кра­соч­ные и по­ли­мер­ные по­кры­тия (в ча­ст­но­сти, из пла­ст­масс на ос­но­ве эпок­сид­ных и по­ли­уре­та­но­вых смол), стек­ло­вид­ные эма­ли. Рас­про­стра­не­ны так­же кон­вер­си­он­ные по­кры­тия – плён­ки из стой­ких со­еди­не­ний за­щи­щае­мо­го ме­тал­ла (фос­фат­ные, ок­сид­ные, хро­мат­ные и др.), ко­то­рые фор­ми­ру­ют­ся при хи­мич. или элек­тро­хи­мич. об­ра­бот­ке по­верх­но­сти; на эти плён­ки на­но­сят ла­ко­кра­соч­ные по­кры­тия. За­щит­ные по­кры­тия час­то иг­ра­ют де­ко­ра­тив­ную роль. Для за­щи­ты де­та­лей слож­ной фор­мы при­ме­ня­ют ме­тод элек­тро­фо­ре­тич. на­не­се­ния по­кры­тий. Пер­спек­тив­но ис­поль­зо­ва­ние в ка­че­ст­ве за­щит­ных по­кры­тий тон­ких плёнок элек­тро­про­во­дя­щих по­ли­ме­ров; та­кие плён­ки фор­ми­ру­ют­ся пу­тём элек­тро­хи­мич. по­ли­ме­ри­за­ции.

Эф­фек­тив­ным ме­то­дом З. отк. яв­ля­ет­ся сни­же­ние кон­цен­тра­ции вы­зы­ваю­щих кор­ро­зию ком­по­нен­тов в сре­дах, с ко­то­ры­ми кон­так­ти­ру­ют ме­тал­лы. Напр., уда­ле­ние рас­тво­рён­ных ки­сло­ро­да и ди­ок­си­да уг­ле­ро­да из вод­ных рас­тво­ров на­гре­ва­ни­ем при по­ни­жен­ном дав­ле­нии, про­дув­кой инерт­ны­ми га­за­ми по­зво­ля­ет рез­ко сни­зить кор­ро­зию же­ле­за, ста­лей, ме­ди и её спла­вов. Су­ще­ст­вен­но сни­зить аг­рес­сив­ность рас­тво­ров мож­но, до­бав­ляя в них не­боль­шие ко­ли­че­ст­ва (обыч­но до­ли %) ин­ги­би­то­ров кор­ро­зии – спец. ве­ществ, в при­сут­ст­вии ко­то­рых ско­рость кор­ро­зии рез­ко умень­ша­ет­ся. Дей­ст­вие ин­ги­би­то­ров ос­но­ва­но на их ад­сорб­ции на по­верх­но­сти ме­тал­ла, об­ра­зо­ва­нии на по­верх­но­сти ме­тал­ла за­щит­ной плён­ки из труд­но­рас­тво­ри­мых про­дук­тов кор­ро­зии, а так­же сме­ще­нии элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла ли­бо в сто­ро­ну бо­лее от­ри­ца­тель­ных зна­че­ний от­но­си­тель­но по­тен­циа­ла кор­ро­зии, ли­бо в по­ло­жи­тель­ном на­прав­ле­нии в об­ласть пас­сив­но­го со­стоя­ния (см. в ст. Пас­сив­ность ме­тал­лов). В ка­че­ст­ве не­ор­га­нич. ин­ги­би­то­ров при­ме­ня­ют фос­фа­ты, бо­ра­ты и др. со­ли не­ор­га­нич. ки­слот, а так­же пе­рок­си­ды. Ор­га­нич. ин­ги­би­то­ры обыч­но ис­поль­зу­ют для за­щи­ты ме­тал­лов в кис­лых сре­дах; в ка­че­ст­ве та­ких ин­ги­би­то­ров при­ме­ня­ют азот-, ки­сло­род- и се­ро­со­дер­жа­щие ге­те­ро­цик­лич. со­еди­не­ния, про­из­вод­ные жир­ных ки­слот, тио­мо­че­ви­ны и др. Эф­фек­тив­ны­ми ме­то­да­ми за­щи­ты от ат­мо­сфер­ной кор­ро­зии яв­ля­ют­ся сни­же­ние в воз­ду­хе кон­цен­тра­ции ок­си­дов азо­та, се­ро­со­дер­жа­щих га­зов и др. ком­по­нен­тов пром. вы­бро­сов, во влаж­ных сре­дах – соз­да­ние ус­ло­вий, пре­пят­ст­вую­щих на­ко­п­ле­нию на ме­тал­лич. по­верх­но­сти гиг­ро­ско­пич. про­дук­тов кор­ро­зии и разл. за­гряз­не­ний, а для ма­те­риа­лов, экс­плуа­ти­руе­мых в за­кры­тых по­ме­ще­ни­ях, – фильт­ра­ция и кон­ди­цио­ни­ро­ва­ние воз­ду­ха, под­дер­жа­ние темп-ры нес­коль­ко вы­ше темп-ры точ­ки ро­сы.

Элек­тро­хи­ми­че­ская (ка­тод­ная и анод­ная) З. отк. ос­но­ва­на на за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти кор­ро­зии от зна­че­ния элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла. Су­ще­ст­ву­ет два ва­ри­ан­та ка­тод­ной за­щи­ты. В пер­вом – за­щи­та с на­ло­жен­ным то­ком – че­рез за­щи­щае­мый ме­талл, ко­то­рый кон­так­ти­ру­ет с про­во­дя­щей элек­трич. ток сре­дой, от внеш­не­го ис­точ­ни­ка с по­мо­щью инерт­ных вспо­мо­га­тель­ных элек­тро­дов про­пус­ка­ют ка­тод­ный ток. При этом элек­трод­ный по­тен­ци­ал ме­тал­ла сме­ща­ет­ся в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии от­но­си­тель­но зна­че­ний, при ко­то­рых про­те­ка­ет кор­ро­зия. Этот ва­ри­ант обыч­но при­ме­ня­ют для З. отк. про­тя­жён­ных под­зем­ных ме­тал­лич. кон­ст­рук­ций (напр., тру­бо­про­во­дов, разл. ка­бе­лей). Пре­иму­ще­ст­во – воз­мож­ность лег­ко под­дер­жи­вать элек­трод­ный по­тен­ци­ал ма­те­риа­ла в не­об­хо­ди­мых пре­де­лах. Во вто­ром ва­ри­ан­те ка­тод­ной за­щи­ты (галь­ва­нич. за­щи­та) ме­тал­лич. кон­ст­рук­цию не­по­сред­ст­вен­но со­еди­ня­ют с мас­сив­ным элек­тро­дом из бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го, чем ком­по­нен­ты ма­те­риа­ла кон­ст­рук­ции, ме­тал­ла (напр., из $\ce{Zn, Mg}$, не­ко­то­рых спла­вов). Рас­тво­ря­ясь, этот элек­трод (т. н. жерт­вен­ный анод) обес­пе­чи­ва­ет про­те­ка­ние ка­тод­но­го то­ка к за­щи­щае­мо­му ме­тал­лу и сме­ще­ние элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии от­но­си­тель­но по­тен­циа­ла кор­ро­зии. Дан­ный ме­тод ис­поль­зу­ют для З. отк. кор­пу­сов мор­ских су­дов, мор­ских неф­тя­ных вы­шек и сква­жин, от­но­си­тель­но не­боль­ших кон­ст­рук­ций, тре­бую­щих ма­ло­го по­треб­ле­ния то­ка. При ис­поль­зо­ва­нии анод­ной за­щи­ты ме­талл пас­си­ви­ру­ет­ся и под­дер­жи­ва­ет­ся в пас­сив­ном со­стоя­нии под дей­ст­ви­ем внеш­не­го анод­но­го то­ка. Анод­ная за­щи­та при­ме­ни­ма к ме­тал­лам и спла­вам, для ко­то­рых ха­рак­тер­ны ши­ро­кие об­лас­ти элек­трод­ных по­тен­циа­лов пас­сив­но­го со­стоя­ния. Ме­тод от­ли­ча­ет­ся эко­но­мич­но­стью, т. к. по­треб­ле­ние анод­но­го то­ка от внеш­не­го ис­точ­ни­ка для под­дер­жа­ния пас­сив­но­го со­стоя­ния очень ма­ло. При­ме­ня­ет­ся для З. отк. ём­ко­стей с аг­рес­сив­ны­ми хи­мич. ве­ще­ст­ва­ми.

Кро­ме вы­бо­ра аде­к­ват­но­го ме­то­да в ком­плекс мер по З. отк. вхо­дят кон­троль ско­ро­сти кор­ро­зии с ис­поль­зо­ва­ни­ем спец. при­бо­ров – кор­ро­зи­мет­ров, ди­аг­но­сти­ка кор­ро­зи­он­но­го со­стоя­ния, вос­ста­нов­ле­ние на­ру­шен­ной за­щи­ты.

Защита строительных конструкций от коррозии: меры и методы


Защиту строительных конструкций от коррозии следует обеспечивать методами:
  • первичной защиты
  • вторичной защиты
  • специальными мерами.

Первичная защита строительных конструкций от коррозии должна осуществляться в процессе проектирования и изготовления конструкций и включать в себя: 
  • выбор конструктивных решений, снижающих агрессивное воздействие
  • выбор материалов, стойких в среде эксплуатации.

Меры вторичной защиты включают в себя применение: 
  • защитных покрытий
  • защитных пропиток
  • другие способы изоляции конструкций от агрессивного воздействия среды.

Специальная защита включает в себя следующие меры: 
  • физические методы
  • физико-химические методы
  • мероприятия, понижающие агрессивное воздействие среды (местная и общая вентиляция, организация стоков, дренаж, электрохимическая защита, мероприятия, исключающие конденсацию влаги), 
  • вынос производства с выделениями агрессивных веществ в изолированные помещения 
  • другие меры. 
Защита от коррозии должна назначаться с учетом наиболее неблагоприятных значений показателей агрессивности. 

Бетонные и железобетонные конструкции


К мерам первичной защиты бетонных и железобетонных конструкций относятся:
  • применение бетонов, стойких к воздействию агрессивной среды и отрицательным температурам, что обеспечивается выбором цемента и заполнителей, подбором состава бетона, снижением проницаемости бетона, применением водоредуцирующих, активных минеральных, воздухововлекающих и других добавок, повышающих стойкость бетона в агрессивной среде и защитное действие бетона по отношению к стальной арматуре, стальным закладным деталям и соединительным элементам;
  • герметизация швов бетонирования гидроактивными профильными жгутами и гидрошпонками в процессе укладки бетонной смеси;
  • выбор и применение арматуры, соответствующей по коррозионным характеристикам условиям эксплуатации;
  • защита от коррозии закладных деталей и связей на стадии изготовления и монтажа сборных железобетонных конструкций, защита предварительно напряженной арматуры в каналах конструкций, изготавливаемых с последующим натяжением арматуры на бетон;
  • соблюдение дополнительных расчетных и конструктивных требований при проектировании бетонита и железобетонных конструкций, в том числе обеспечение проектной толщины защитного слоя бетона и ограничение ширины раскрытия трещин и др.
Морозостойкость бетона должна обеспечиваться мерами первичной защиты.

К мерам вторичной защиты относится защита поверхности бетонных и железобетонных конструкций:

  • лакокрасочными, в том числе толстослойными (мастичными), покрытиями;
  • оклеенной изоляцией из листовых и пленочных материалов;
  • обмазочными, футеровочными и штукатурными покрытиями на основе минеральных и полимерных вяжущих, жидкого стекла и битума;
  • облицовкой штучными или блочными изделиями;
  • уплотняющей пропиткой поверхностного слоя конструкций химически стойкими материалами;
  • обработкой поверхности бетона составами проникающего действия с уплотнением пористой структуры бетона кристаллизующимися новообразованиями;
  • обработкой гидрофобизирующими составами;
  • обработкой препаратами - биоцидами, антисептиками и т.п.

В зависимости от степени агрессивности среды следует применял, следующие виды защиты или их сочетания: 
  • в слабоагрессивной среде - первичную и, при наличии обоснования, вторичную;
  • в среднеагрессивной и сильноагрессивной среде - первичную в сочетании с вторичной и специальной.

Компания ГСК-Сервис поставляет оборудование для защиты строительных бетонных и железобетонных конструкций от коррозии методами вторичной защиты, а именно:


Коррозия. Виды и способы защиты от коррозии

Коррозия материалов является одной из важных мировых проблем. Практика показывает, что только прямые безвозвратные потери металла от коррозии составляют 10…12% всей производимой стали, при этом суммарный ущерб в промышленных странах достигает 4-5% от национального дохода. Ведь корродирует не только черный металл ( сталь, чугун, железо и некоторые его сплавы ), но и бетон, дерево, камень, даже полимеры. Наиболее интенсивная коррозия наблюдается в зданиях и сооружениях химических производств, что объясняется действием различных газов, жидкостей и мелкодисперсных частиц непосредственно на строительные конструкции, оборудование и сооружения, а также проникновением этих агентов в грунты и действием их на фундаменты. Агрессивному воздействию подвержено до 75% строительного фонда. Коррозия металла приводит к ослаблению конструктива и, как следствие, снижению безопасности эксплуатации сооружений.

Коррозия — процесс разрушения материалов вследствие химических или электрохимических процессов. По характеру самого процесса коррозию разделяют на две основные группы : химическую и электрохимическую. Химическая коррозия протекает в не электролитах – жидкостях, не проводящих электрического тока и в сухих газах при высокой температуре. Электрохимическая коррозия происходит в электролитах и во влажных газах и характеризуется наличием двух параллельно идущих процессов: окислительного (растворение металлов) и восстановительного (выделение металла из раствора).

По внешнему виду коррозию различают: пятнами, язвами, точками, внутрикристаллитную, подповерхностную. По характеру коррозионной среды различают следующие основные виды коррозии: газовую, атмосферную, жидкостную и почвенную.

Газовая коррозия происходит при отсутствии конденсации влаги на поверхности. На практике такой вид коррозии встречается при эксплуатации металлов при повышенных температурах.

Атмосферная коррозия относится к наиболее распространенному виду электрохимической коррозии, так как большинство металлических конструкций эксплуатируются в атмосферных условиях. Коррозия, протекающая в условиях любого влажного газа, также может быть отнесена к атмосферной коррозии.

Жидкостная коррозия в зависимости от жидкой среды бывает кислотная, щелочная, солевая, морская и речная. По условиям воздействия жидкости на поверхность металла эти виды коррозии получают добавочные характеристики : с полным и переменным погружением, капельная, струйная. Кроме того, по характеру разрушения различают коррозию равномерную и неравномерную.

По степени воздействия на металлы коррозионные среды делятся на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные.

Бетон и железобетон находят широкое применение в качестве конструкционного материала при строительстве зданий и сооружений химических производств. Но они не обладают достаточной химической стойкостью против действия кислых сред. Свойства бетона и его стойкость в первую очередь зависит от химического состава цемента из которого он изготовлен. Наибольшее применение в конструкциях и оборудовании находят бетоны на портландцементе. Причиной пониженной химической стойкости бетона к действию минеральных и органических кислот является наличие свободной гидроокиси кальция (до 20%), трехкальциевого алюмината (3CaO×Al2O3) и других гидратированных соединений кальция.

Коррозия бетона происходит тем интенсивнее, чем выше концентрация водных растворов кислот. При повышенных температурах агрессивной среды коррозия бетонов ускоряется. Несколько более высокой кислотостойкостью обладает бетон, изготовленный на глиноземистом цементе, из-за пониженного содержания оксида кальция. Кислотостойкость бетонов на цементах с повышенным содержанием оксида кальция в некоторой степени зависит от плотности бетона. При большей плотности бетона кислоты оказывают на него несколько меньшее воздействие из-за трудности проникновения агрессивной среды внутрь материала.

Щелочестойкость бетонов определяется главным образом химическим составом вяжущих, на которых они изготовлены, а также щелочестойкостью мелких и крупных заполнителей.

Увеличение срока службы строительных конструкций и оборудования достигается путем правильного выбора материала с учетом его стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Кроме того, необходимо принимать меры профилактического характера. К таким мерам относятся герметизация производственной аппаратуры и трубопроводов, хорошая вентиляция помещения, улавливание газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства; правильная эксплуатация различных сливных устройств, исключающая возможность проникновения в почву агрессивных веществ; применение гидроизолирующих устройств и др.

Непосредственная защита металлов от коррозии осуществляется нанесением на их поверхность неметаллических и металлических покрытий либо изменением химического состава металлов в поверхностных слоях: оксидированием, азотированием, фосфатированием.

Для защиты поверхностей от коррозии существуют разнообразные покрытия: лакокрасочные (антистатичные и армированные, полиуретановые, акриловые, порошковые эпоксидно – полиэфирные, органосиликатные и кремнийорганические), металлизационные с цинком, алюминием, медью и комбинациями этих металлов. Это краски, лаки, эмали, тонкодисперсные порошки, пленки. Лакокрасочные покрытия вследствие экономичности, удобства и простоты нанесения, хорошей стойкости к действию промышленных агрессивных газов нашли широкое применение для защиты металлических и железобетонных конструкций от коррозии. Защитные свойства лакокрасочного покрытия в значительной степени обуславливаются механическими и химическими свойствами, сцеплением пленки с защищаемой поверхностью.

Лакокрасочные материалы в зависимости от назначения и условий эксплуатации делятся на десять групп:

  • А – покрытия стойкие на открытом воздухе;
  • АН – то же, под навесом;
  • П – то же, в помещении;
  • Х – химически стойкие;
  • Т – термостойкие;
  • М – маслостойкие;
  • В – водостойкие;
  • ХК – кислотостойкие;
  • ХЩ – щелочестойкие;
  • Б – бензостойкие.

Наиболее распространены в промышленности покрытия металлические, неметаллические (органического и неорганического происхождения), а также покрытия, образованные в результате химической и электрохимической обработки металла.

Выбор вида покрытия зависит от условий, в которых используется защищаемое изделие (перепад температур, повышенная влажность, морская или пресная вода, щелочь, кислота, соли металлов, радиация, электроток и огонь), и технологичность возможностей формирования покрытия.

Наиболее часто применяемые способы защиты металлов:

  • легирование;
  • электрохимическая защита;
  • покрытие металлами;
  • защитные пленки.

Легирование – это введение в металл на стадии его производства определенного количества специальных добавок, например – хрома или марганца. Это придает сталям особые свойства, необходимые для использования в сложных условиях. Для возведения современных зданий, особенно повышенной этажности, необходима высококачественная атмосферостойкая легированная сталь, например, погодоустойчивая марка COR-TEN. Такой материал позволяет решить проблемы эксплуатации сооружений даже в экстремальных климатических условиях.

Одними из самых популярных и относительно недорогих мер защиты от коррозии сегодня являются методы, изменяющие химический состав металла в поверхностных слоях. Как правило, это электрохимические способы нанесения покрытий на металл. Наиболее известный процесс называется оцинковкой, которая в зависимости от способа обработки металла делится на горячую и холодную. В первом случае обрабатываемый материал погружается в специальную ванну. Затем под воздействием переменного тока осуществляется его обработка в растворе фосфата цинка при плотности тока 4 А/дм², напряжении 20 В и температуре 600-700ºС. В результате электрохимической реакции образуется ферроцинковый сплав. При применении второго способа на подготовленную поверхность стального листа наносится защитный слой из цинка. Оцинковка толщиной 0,3 мм позволяет обеспечить защиту обработанной поверхности металла более чем на 30 лет.

Итальянская фирма «Metalnastri» разработала метод, сочетающий в себе качество горячего и технологичность холодного цинкования. Это простая идея наклейки цинковой фольги на стальную поверхность. Высокую антикоррозийность создает сплошной цинковый слой, а токопроводящие клеевые композиции обеспечивают и электрохимическую защиту поверхности.

ЦНИИПСК им. А.П. Мельникова предложил метод термодиффузионного цинкования (ТДЦ) метизных и малогабаритных изделий из стали и чугуна. Метод заключается в нагреве металлоизделий в среде, содержащей порошок цинка. В результате на поверхности изделия образуется цинковое покрытие с хорошими защитными и декоративными свойствами. Технологический процесс такого цинкования экологически чист и практически безотходен. В качестве сырья используются отечественные материалы, не требующие специальной обработки. ТДЦпокрытие обладает высокой адгезией и износостойкостью, обеспечиваемой в результате взаимной диффузии железа и цинка. Срок службы покрытия в 1,5-4 раза больше по сравнению с традиционными цинковыми покрытия.

Широкое распространение цинковых покрытий обусловлено их хорошими химическими свойствами. Для стали (катод) цинк является анодом, за счет этого образуется гальваническая пара, имеющая высокие защитные свойства, хорошо сохраняемые даже при малой толщине слоя. Скорость разрушения цинкового покрытия составляет примерно 1-10 мкм в год в зависимости от различных факторов. Оцинковка может осуществляться совместно с другими металлами – с добавлением алюминия (Al) или железа (Fe). В настоящее время в России широко используется сталь Galfan c цинкоалюминиевым покрытием и сталь Galvannealed с цинкожелезным покрытием.

При покрытии другими металлами в зависимости от вида коррозии покрывающий слой наносят различными способами. В качестве покрывающего материала часто используется хром или никель. Хромирование – электролитическое нанесение покрытия из хрома на поверхность металлического изделия. Никелирование, также нанесение на поверхность изделий никеля толщиной от 2 до 50 мкм.

На практике обычно применяются следующие методы:

  • Погружение изделий в расплавленный металл (горячий способ). Заключается в том, что изделия погружают в ванну с расплавленным металлом или же нагретую поверхность деталей обволакивают расплавленным металлом.
  • Метод термической диффузии. Основан на диффузии (проникновении) в поверхностные слои деталей присадок при высокой температуре. Диффузионные покрытия наносятся при нагреве деталей в твердой (порошкообразной), жидкой или газообразной фазе металла.
  • Металлизация. Заключается в нанесении (распылении) на поверхность деталей слоя присадок расплавленного металла с помощью пульверизаторов.
  • Контактный метод осаждения металла. Осуществляется без применения внешнего источника тока за счет вытеснения менее благородными металлами более благородных из растворов их солей. Толщина таких покрытий невелика и защитные свойства их невысоки.

Следует отметить, что металлические покрытия достаточно хорошо защищают металл от коррозии. Однако при нарушении защитного слоя она может протекать даже более интенсивно, чем без покрытия. Поэтому в промышленности для улучшения свойств металлических поверхностей, обработанных электротехническим методом, используется способ нанесения защитных покрытий из полимерных материалов. Такие продукты получили широкое распространение в строительной индустрии. Использование полимерных материалов для антикоррозионной защиты обусловлено их уникальными физико-химическими показателями. Полимеры имеют небольшой удельный вес, высокую стойкость к не механическим воздействиям (соприкосновение с водой, солями, щелочами или кислотами). Обладают пластичностью и светостойкостью. В настоящее время наибольшее распространение получили « трехслойные» продукты с двойным уровнем защиты. Первый уровень – непосредственно оцинковка, второй – полимер. Благодаря такой структуре сталь становится стойкой к воздействию агрессивных сред, механическим повреждениям и ультрафиолетовому изучению. Срок их службы составляет порядка 50 лет, в зависимости от качества и толщины покрытия. Необходимо также учесть, что высокие эксплуатационные характеристики таких материалов напрямую зависят от качества оцинковки исходного металла, а потребительские качества – от применяемого в составе полимера.

Альтернативой полимерным материалам являются конструкционные пластмассы и стеклопластики, получаемые на основе различных синтетических смол и стекловолокнистых наполнителей. В настоящее время выпускается значительный ассортимент материалов, особое место среди них занимает полиэтилен. Он инертен во многих кислотах, щелочах и растворителях, а также имеет высокую теплостойкость.

Другим направлением использования полиэтилена в качестве химически стойкого материала является порошковое напыление. Применение полиэтиленовых покрытий объясняется их дешевизной и хорошими защитными свойствами. Покрытия легко наносятся на поверхность различными способами, в том числе пневматическим и электростатическим распылением.

Защитные пленки. Способ заключается в нанесении на металл защитной оболочки из различных компонентов в следующей последовательности: шпатлевка, грунтовка, краска, лак или эмаль.

Для противокоррозионной защиты конструкций зданий и сооружений (ферм, ригелей, балок, колонн, стеновых панелей), а также наружных и внутренних поверхностей емкостного технологического оборудования, трубопроводов, газоводов, воздуховодов вентиляционных систем, которые в процессе эксплуатации не подвергаются механическим воздействиям абразивных частиц, применяют лакокрасочные покрытия. Такие покрытия наиболее эффективны для защиты от атмосферной коррозии. Однако срок службы лакокрасочных покрытий невелик и составляет 4-5 лет. Для повышения коррозионной стойкости лакокрасочных покрытий используют различные противокоррозионные пигменты.

Следует назвать антикоррозионные пигменты фирмы SNCZ (Франция): фосфаты цинка; модифицированные фосфаты цинка; фосфаты, не содержащие цинк; полифосфаты; феррит кальция, а также тетраоксихромат цинка; хроматы стронция, цинка, бария.

Наиболее часто используются фосфаты цинка PZ 20 и PZ W2 в большинстве лакокрасочных систем: органоразбавляемых, водоразбавляемых, воздушной и горячей сушки.

Там, где нельзя использовать противокоррозионные пигменты, содержащие цинк (контакт с пищевыми продуктами), используются пигменты на основе щелочеземельных фосфатов Новинокс РАТ 30, Новинокс РАТ 15 и Новинокс РС01.

Металлоконструкции, подвергающиеся воздействию соляного тумана, могут быть защищены лакокрасочными материалами, содержащими фосфат щелочеземельных металлов. Фосфат щелочеземельных металлов – нетоксичный пигмент, что повышает экологичность лакокрасочного покрытия и увеличивает сферу его применения.

Тетраоксихромат цинка ТС 20, хромат стронция L203E и хромат цинка CZ20 – применяются в лакокрасочных материалах, использующихся в авиационных, судовых покрытиях, а также в составе адгезивов для легких сплавов.

Для защитных покрытий, эксплуатирующихся в условиях высоких температур (до 600ºС), используются хромат бария М 20 и феррит кальция FC 71. Применение феррита кальция для защитных покрытий – новое направление в лакокрасочных материалах. В табл. 1 представлена стойкость различных лакокрасочных материалов (ЛКМ) к агрессивным средам.

Таблица 1. Стойкость лакокрасочных материалов

ЛКМ, по типу связующегоСтойкость к агрессивным средам
ВодаВодяной парРастворителиРазбавленные растворителиКислотыРазбавленные кислотыЩелочиРазбавленные щелочи
Винилхлоридные+++±±±+±+
Хлоркаучуковые+++±±±+±+
Акриловые±++±±±+±+
Алкидные±+±+±±±±
Битумные++++±±±±±+
ПУ ароматические±+++++++±±
ПУ алифатические+++±+±+±++
Эпоксиднополиуретановые++++±±±++++
Эпоксидные+++++++±+++++
Цинк-силикатные+++++++++++
Перхлорвиниловые++++±±±±±+

Примечания: ++ отлично, + хорошо, ± удовлетворитльно

Наиболее распространенным способом защиты от коррозии строительных конструкций, сооружений и оборудования является использование неметаллических химически стойких материалов: кислотоупорной керамики, жидких резиновых смесей, листовых и пленочных полимерных материалов (винипласта, поливинилхлорида, полиэтилена, резины), лакокрасочных материалов, синтетических смол и др. Для правильного использования неметаллических химически стойких материалов необходимо знать не только их химическую стойкость, но и физико-химические свойства, обеспечивающие условия совместной работы покрытия и защищаемой поверхности. При использовании комбинированных защитных покрытий, состоящих из органического подслоя и футеровочного покрытия, важным является обеспечение на подслое температуры, не превышающей максимальной для данного вида подслоя.

Для листовых и пленочных полимерных материалов необходимо знать величину их адгезии с защищаемой поверхностью. Ряд неметаллических химически стойких материалов, широко используемых в противокоррозионной технике, содержит в своем составе агрессивные соединения, которые при непосредственном контакте с поверхностью металла или бетона могут вызвать образование побочных продуктов коррозии, что, в свою очередь, снизит величину их адгезии с защищаемой поверхностью. Эти особенности необходимо учитывать при использовании того или иного материала для создания надежного противокоррозионного покрытия.

 

Просмотров: 6 737

Коррозия металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Почти все металлы и сплавы постепенно разрушаются под воздействием факторов окружающей среды. При взаимодействии металлов с веществами воздуха и атмосферными осадками на их поверхности образуется плёнка, состоящая из оксидов, сульфидов, карбонатов и других соединений.

 

Свойства образовавшиеся на поверхности металла веществ отличаются от свойств самого металла. Так, на железе образуется ржавчина — рыхлая коричнево-красная масса. Коррозию железа обычно называют ржавлением.

Коррозия — это процесс самопроизвольного разрушения металлов и их сплавов под влиянием внешней среды (от лат. corrosio — «разъедание»).

 

Рис. \(1\). Коррозия изделий из сплавов железа.

  

Бурый налёт — ржавчина — состоит из гидроксида и оксида железа(\(III\))

 

Предметы из меди и её сплавов (предметы искусства, памятники, крыши зданий) со временем подвергаются коррозии. Патина — налёт зелёного цвета — состоит в основном из гидроксокарбоната меди(\(II\))

  

 Рис. \(2\). Патина

   

Из-за коррозии поверхность металлических изделий покрывается налётом из продуктов окисления и теряет блеск. Изменяется электропроводность металла, уменьшается его пластичность и прочность.


Из-за коррозии народное хозяйство терпит убытки:

  • приходится постоянно восполнять потери из-за ржавления нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, сельскохозяйственной техники, автомобилей, кораблей, мостов, станков;
  • металлические конструкции теряют прочность;
  • простаивает производство из-за необходимости замены разрушенного коррозией оборудования;
  • при разрушении нефте- и газопроводов теряется часть сырья;
  • при утечке нефтепродуктов и других веществ загрязняется окружающая среда;
  • загрязняется продукция, а следовательно, ухудшается её качество.

Способы защиты от коррозии

1. Нанесение защитных покрытий.

  • Металлическое изделие покрывают другими металлами (никелирование, хромирование, цинкование, лужение — покрытие оловом).

 

Рис. \(3\). Никелированная ручкаРис. \(4\). Хромированный кранРис. \(5\). Консервные банки из лужёной жести
  • Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, маслами, полимерами.

 

Рис. \(6\). Нанесение защитного покрытия на поверхность металлаРис. \(7\). Эмалированная стальная кастрюляРис. \(8\). Металлочерепица из жести, покрытой полимером

  

 

2. Применение сплавов, стойких к коррозии.

 

Детали машин, аппаратов, инструменты и предметы быта изготовляют из нержавеющей стали, содержащей специальные легирующие (замедляющие коррозию) добавки: хром, никель и другие металлы.

 

 Рис. \(9\). Изделия из нержавеющей стали

  

 

3. Защита с помощью протектора.

  

К металлу прикрепляют кусок более активного металла. Под действием среды происходит его разрушение, а защищаемый металл сохраняется. Так защищают от коррозии трубопроводы, корпуса кораблей. В качестве протектора применяют такие металлы, как цинк, магний.

  

 

4. Изменение состава среды.

  

Для предотвращения потерь из-за коррозии особым образом обрабатывают электролит или среду, в которой находится металл. Используют также  ингибиторы — вещества, которые замедляют процесс коррозии.

 

Например, при подготовке воды, поступающей в котельные установки, проводят удаление растворённого в воде кислорода (деаэрацию).

Стратегии предотвращения коррозии | Томас Промышленные покрытия

До сих пор в этой серии публикаций о коррозии мы определили коррозию, разграничили различные типы коррозии и собрали некоторые факты и цифры относительно того, сколько коррозия обходится американской экономике. Теперь мы обратимся к тому, как предотвратить коррозию. Как вы знаете, а можете и не знать, это то, что мы называем нашей золотой серединой.

Методы защиты от коррозии

Целью предотвращения коррозии является сохранение целостности актива, а также сохранение целостности любых материалов, которые может содержать актив.В случае резервуара для хранения воды это будет означать сохранение воды внутри питьевой путем предотвращения ее загрязнения. В случае резервуара для хранения, содержащего более летучие компоненты, такие как топливо для реактивных двигателей, раствор для предотвращения коррозии должен быть достаточно эластичным, чтобы защитить контейнер для хранения, не реагируя на содержимое внутри.

Согласно NACE, следующие четыре наиболее распространенных метода предотвращения коррозии:

  • Ингибиторы коррозии - Ингибиторы - это класс химикатов, которые обладают способностью замедлять коррозию металла или сплава.Обычно их добавляют в электролиты в небольших количествах, часто в закрытых системах, таких как резервуары и трубопроводы. Этот тип защиты от коррозии широко применяется в нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности.
  • Катодная защита - Эта форма защиты использует металлы, более подверженные коррозии, такие как магний, цинк или алюминий, в качестве жертвенного барьера для защиты актива от коррозии. Эти расходуемые металлы или аноды подвергаются коррозии преимущественно по отношению к подложке, которую они защищают, сохраняя отсутствие коррозии актива.
  • Выбор материалов - Профилактика путем выбора материалов и проектирования направлена ​​на выявление наиболее распространенных источников коррозии. Это может означать изготовление из металлов, менее реактивных, чем сталь, таких как платина или нержавеющая сталь, или за счет предотвращения «горячих точек» коррозии на этапе проектирования. Ни один металл не является полностью защищенным от коррозии, но некоторые из них способны сопротивляться процессу дольше. Очевидно, что цена становится главным фактором при оценке этого метода.
  • Покрытия и футеровки - Безусловно, наиболее распространенная стратегия предотвращения коррозии, покрытия и футеровки часто используются в сочетании с катодной защитой для оптимальной защиты. Тип используемого покрытия или футеровки и толщина, при которой оно наносится, сильно различаются и должны быть адаптированы для наиболее эффективной борьбы с коррозией с учетом условий окружающей среды объекта.

Программы контроля коррозии

Какой бы метод защиты от коррозии ни подходил для актива, одна или несколько из вышеперечисленных стратегий будут играть роль в более широкой программе контроля коррозии.В этой программе будут подробно описаны технические характеристики применяемого метода предотвращения, подготовка поверхности, необходимая для эффективного применения метода, а также положения по обеспечению качества и контролю качества.

Другой аспект комплексной программы контроля коррозии касается выбора подрядчика. Но прежде чем будет выбран подрядчик приложения, владельцы активов должны провести свое исследование. Вот почему мы составили это руководство, чтобы узнать, что следует учитывать при приеме на работу промышленного маляра.Это не должно быть заменой для всех исследований, которые должны предшествовать найму, но это хорошее начало этой важной части комплексной программы контроля коррозии.

Предотвращение коррозии и методы защиты конструкционной стали

Предотвращение коррозии конструкционной стали имеет важное значение для общей целостности и эстетики конструкции. Независимо от того, поддерживает ли конструкционная сталь мост, коммерческое здание или завод, владельцы активов должны иметь возможность рассчитывать на инфраструктуру в долгосрочной перспективе.Коррозия представляет опасность для этой инфраструктуры.

Владельцы активов и их инженер по коррозии или руководитель проекта должны оценить наилучшие способы реализации защиты от коррозии для стали, поддерживающей актив. Здесь мы объясним роль рабочей среды в защите от коррозии, а затем опишем методы проектирования и системы покрытий, которые обеспечат защиту конструкционной стали от коррозии на десятилетия вперед.

Понимание подверженности конструкционной стали

Перед установкой системы защиты от коррозии для конструкционной стали владельцы активов должны понимать, насколько коррозионно стойкой будет сталь.Например, мост из соленой воды, подверженный воздействию застойной влаги и электролитов, подвержен более высокому риску коррозии, чем внутренняя структурная балка в коммерческом здании. Оба требуют защиты от коррозии, но на разных уровнях.

Владельцы

активов хотят максимально возможной защиты, но перебор с интенсивной системой защиты от коррозии, когда требуется только умеренная защита от коррозии, потребует дополнительных денег и времени, которые можно было бы потратить на что-то другое. Оцените риск коррозии, с которым может столкнуться актив (используя такой ресурс, как Экологические зоны SSPC), и защитите его на этом уровне, но не выше.

Выбор стали и рекомендации по конструкции для защиты от коррозии

Перед тем, как команда по нанесению покрытий нанесет один компонент, владельцы активов могут внедрить методы предотвращения коррозии с осознанным выбором стали и конструкции. Сами по себе покрытия неэффективны для защиты конструкционной стали от всех форм коррозии. Например, покрытия эффективны в борьбе с равномерной коррозией, но менее эффективны в борьбе с локальными атаками, такими как точечная коррозия. Воспользуйтесь следующими советами по выбору стали и конструктивным соображениям, чтобы успешно настроить систему покрытия.

Выбор стали
Качество самой стали может иметь значение для защиты от коррозии. Высоколегированная сталь, естественно, более устойчива к коррозии, чем низколегированная (хотя на нее все же должны быть нанесены защитные покрытия), и она более дорога. Если владельцы активов выберут более доступную по цене низколегированную сталь, вероятно, потребуется более комплексная система покрытия для эффективного предотвращения коррозии.

Контроль коррозии - это лишь часть процесса выбора стали.Владельцы активов должны уравновесить эти потребности с конечным использованием стального элемента, его первоначальной стоимостью и будущими затратами на техническое обслуживание.

Рекомендации по проектированию
Конструкция из конструкционной стали также может предотвратить коррозию. Эти конструктивные факторы не влияют на покрытие или повторное покрытие уже построенной конструкции, но их важно знать, поскольку их несоблюдение ведет к повышенному риску коррозии.

Для новой структуры помните об этих конструктивных соображениях на ранних этапах процесса.

  • Уменьшите воздействие атмосферы. Любые области, где воздействие атмосферы может быть ограничено (особенно, когда окружающая среда особенно агрессивна), будут способствовать общей системе предотвращения коррозии.
  • Держитесь подальше от разнородных металлов. Гальваническая коррозия (один из многих типов коррозии) возможна, когда в конструкционной стальной системе используются два или более разнородных металла. Помните о выборе металла, чтобы предотвратить этот тип коррозии.
  • Не допускать скопления воды. Водоотделители изначально подвержены коррозии, поскольку влага ускоряет коррозию. Они еще более проблематичны, если в окружающей среде есть грязь и мусор, потому что, когда они попадают в ловушку, они, как правило, удерживают влагу. Убедитесь, что места не вызывают ненужного скопления воды или застоя воды.
  • Избегать неровностей поверхности. К ним относятся щели, острые края и недоступные области, которые трудно покрывать и осматривать, а также они подвержены высокому риску коррозии.Не всех неровностей можно избежать. Те, что остались, обратите на них особое внимание при нанесении покрытия.
Защитные покрытия для защиты от коррозии

Покрытия - первая линия защиты - играют важную роль в защите конструкционной стали от коррозии. Здесь мы расскажем о стандартах подготовки поверхности, системах покрытий и методах нанесения эффективных систем защиты от коррозии.

Стандарты подготовки поверхности для конструкционной стали
Предпочтительными стандартами подготовки поверхности для конструкционной стали являются струйная очистка белого металла SP 5 или струйная очистка почти белого металла SP 10.Очистка ручным инструментом или струйная очистка - это всегда варианты, но для достижения желаемой производительности системы необходимо соблюдать строгие стандарты для этого типа подготовки поверхности.

Варианты покрытия для различных уровней воздействия окружающей среды
Оптимальная система покрытия зависит от коррозионной активности окружающей среды. Вот наиболее подходящие варианты для каждого типа среды.

Сильно агрессивные среды
Для сред с высокой влажностью, химической атмосферой или воздействием соленой воды наиболее распространенным выбором является система цинк-эпокси-уретан.Цинк обеспечивает катодную защиту стали и жертвует собой перед подложкой. Грунтовки с неорганическим цинком обеспечивают лучшую катодную защиту, чем грунтовки с органическим цинком, но органические грунтовки наносятся легче. Затем цинковую грунтовку покрывают эпоксидным промежуточным слоем, а затем уретановым верхним слоем для сохранения цвета и блеска.

Полисилоксан - это двухкомпонентное покрытие на основе смолы, также подходящее для высококоррозионных сред. Этот вариант более дорогой, но его часто используют, потому что он экономит время и труд при устранении шерсти.Он также предлагает лучшие цветовые и глянцевые характеристики по сравнению с уретанами и соответствует нормам выбросов в жестких условиях окружающей среды.

Среда с умеренной коррозией
Широкий спектр систем эпоксидных покрытий хорошо работает в условиях эксплуатации с умеренным риском коррозии. Система покрытия по-прежнему обеспечивает защиту от коррозии (только не так хорошо, как система с покрытием с высоким содержанием цинка) и ее легко наносить. Эпоксидные смолы также устойчивы к поверхностям, что означает, что их можно наносить на плотно прилегающую ржавую поверхность, которую невозможно обработать струйной очисткой до голой стали (что делает их жизнеспособным выбором для повторного нанесения покрытия).

Слабоагрессивные среды
В помещениях или в контролируемых средах с минимальным или нулевым воздействием химических веществ или влаги, однокомпонентные акриловые краски на водной основе являются подходящим выбором. Они не имеют запаха, с ними легко работать, и для их очистки требуется только мыло и вода. В минимально агрессивных средах эта система покрытия будет работать хорошо (по сравнению с более обширной системой покрытия, которая переборщила).

Резервная грунтовка на масляной основе с финишным покрытием на масляной основе доступна в качестве опции.Но эта система покрытия высыхает медленнее, а это означает, что время и летучие органические соединения вызывают беспокойство, и в будущем могут возникнуть проблемы с обслуживанием в зависимости от воздействия.

Роль методов нанесения
Методы нанесения - обычно кистью, валиком или распылением - также должны быть в центре внимания при выборе системы покрытия. Некоторые покрытия лучше работают при распылении, но ограничения окружающей среды могут не допускать распыление в полевых условиях (для предотвращения чрезмерного распыления). Если вы вооружитесь ограничениями по применению подложки, то владельцы активов не смогут выбрать наиболее подходящую систему покрытия только для того, чтобы обнаружить, что ее нельзя наносить предполагаемым методом.

Сбалансированная система защиты от коррозии

Предотвращение коррозии для конструкционной стали - это не просто отметка в одном квадрате - это целая система, которая будет защищать основу на многие годы. В хорошей системе сочетаются условия эксплуатации, дизайн и системы покрытия, чтобы получить желаемую производительность и срок службы с наименьшими затратами.

Чтобы получить лучший отраслевой совет по методам предотвращения коррозии и защиты конструкционной стали, подумайте о приобретении Стандартов и передовых методов подготовки поверхности стальных оснований.Защита конструкционной стали важна для поддержания целостности объекта, и этот ресурс SSPC поделится ценными отраслевыми знаниями для следующего проекта по нанесению покрытий.

Классификация методов защиты от коррозии - Служба транспортной информации


Активная защита от коррозии

Целью активной защиты от коррозии является влияние на реакции, протекающие во время коррозии, при этом возможно контролировать не только содержимое упаковки и коррозионный агент, но и саму реакцию таким образом, чтобы избежать коррозии.Примеры такого подхода - разработка коррозионно-стойких сплавов и добавление ингибиторов в агрессивную среду.

Вернуться к началу

Пассивная защита от коррозии

При пассивной защите от коррозии повреждение предотвращается путем механической изоляции содержимого упаковки от агрессивных коррозионных агентов, например, с помощью защитных слоев, пленок или других покрытий. Однако этот тип защиты от коррозии не изменяет ни общую способность содержимого упаковки к коррозии, ни агрессивность коррозионного агента, поэтому такой подход известен как пассивная защита от коррозии.Если защитный слой, пленка и т. Д. Будут разрушены в любой момент, в течение очень короткого времени может возникнуть коррозия.

Вернуться к началу

Постоянная защита от коррозии

Целью постоянных методов защиты от коррозии является, главным образом, обеспечение защиты на месте использования. Стрессы, вызванные климатическими, биотическими и химическими факторами, в этой ситуации относительно невелики. Машины размещаются, например, в заводских сараях и, таким образом, защищены от резких перепадов температуры, которые часто являются причиной конденсации.Примеры пассивных методов защиты от коррозии:

В начало


Временная защита от коррозии

Напряжения, возникающие при транспортировке, погрузке-разгрузке и хранении, намного выше, чем на месте использования. Такие напряжения могут проявляться, например, в экстремальных колебаниях температуры, что приводит к риску конденсации. Повышенное содержание солей в воде и воздухе в так называемых аэрозолях морской соли может вызвать повреждение, особенно на морском транспорте, поскольку соли оказывают сильное коррозионное действие.Ниже приведены основные методы временной защиты от коррозии:

Вернуться к началу

1. Метод защитного покрытия

Метод защитного покрытия - это пассивный метод защиты от коррозии. Защитное покрытие изолирует металлические поверхности от агрессивных сред, таких как влага, соли, кислоты и т. Д.

Используются следующие средства защиты от коррозии:

Антикоррозионные средства на основе растворителей

Получаются защитные пленки очень высокого качества.

После нанесения антикоррозионного средства растворитель должен испариться, чтобы образовалась необходимая защитная пленка.

В зависимости от типа растворителя и толщины пленки этот процесс сушки может занять до нескольких часов. Чем толще пленка, тем дольше время высыхания. Если процесс сушки искусственно ускорен, могут возникнуть проблемы с адгезией между защитной пленкой и металлической поверхностью.

Поскольку защитные пленки очень тонкие и мягкие, всегда следует обращать внимание на точку каплепадения, так как при повышенных температурах существует риск того, что защитная пленка будет стекать, особенно с вертикальных поверхностей.

Поскольку средства защиты от коррозии на основе растворителей часто легко воспламеняются, их можно использовать только в закрытых системах из соображений безопасности труда.

Антикоррозионные средства на водной основе

Антикоррозионные средства на водной основе не содержат растворителей и поэтому не требуют замкнутых систем.

Время высыхания короче, чем у антикоррозионных средств на основе растворителей.

Из-за повышенного содержания воды антикоррозионные средства на водной основе сильно зависят от температуры (риск замерзания или повышенной вязкости).

Преимущество этого метода заключается в том, что защитная пленка легко удаляется, но повышенное содержание воды, которое может увеличивать относительную влажность в зонах упаковки, является недостатком.

Масла для защиты от коррозии без растворителя

Масла для защиты от коррозии без растворителя образуют защитные пленки только низкого качества. Хорошая защита достигается за счет добавления ингибиторов. Поскольку эти антикоррозионные масла часто представляют собой высококачественные смазочные масла, они в основном используются для обеспечения защиты от коррозии в закрытых системах (двигателях и т. Д.).).

Погружные воски

Защитный слой наносится путем погружения упаковываемого изделия в горячий воск. В зависимости от типа воска температура может превышать 100 ° C. Удалить защитную пленку относительно просто, так как между воском и металлической поверхностью не образуется прочной связи. Поскольку нанесение погружного воска относительно сложно, его использование ограничено несколькими изолированными приложениями.

Вернуться к началу

2.Десикантный метод

Введение

В соответствии с DIN 55 473 цель использования десикантов заключается в следующем: «Пакеты с влагопоглотителем предназначены для защиты содержимого упаковки от влаги во время транспортировки и хранения, чтобы предотвратить коррозию, рост плесени и т.п. «

Пакеты с влагопоглотителем содержат влагопоглотители, которые поглощают водяной пар, нерастворимы в воде и химически инертны, такие как силикагель, силикат алюминия, оксид алюминия, голубой гель, бентонит, молекулярные сита и т. Д.. Благодаря впитывающей способности влагопоглотителей влажность в атмосфере упаковки может быть снижена, что устраняет риск коррозии. Поскольку впитывающая способность конечна, этот метод возможен только в том случае, если содержимое упаковки заключено в термосвариваемый барьерный слой, непроницаемый для водяного пара. Это известно как упаковка с контролируемым климатом или герметичная упаковка. Если барьерный слой не является непроницаемым для водяного пара, дополнительный водяной пар может проникать извне, так что пакеты с влагопоглотителем относительно быстро насыщаются без снижения относительной влажности в упаковке.

Осушители коммерчески доступны в осушающих устройствах. Согласно DIN 55 473:

«Адсорбент - это количество адсорбента, которое в равновесии с воздухом при 23 ± 2 ° C адсорбирует следующие количества водяного пара:

мин. 3,0 г при относительной влажности 20%
мин. 6,0 г при относительной влажности 40%

Количество адсорбционных модулей является мерой адсорбционной способности мешка для адсорбента.«

Осушители поставляются в мешках по 1/6, 1/3, 1/2, 1, 2, 4, 8, 16, 32 или 80 единиц. Они доступны в пыленепроницаемом и пыленепроницаемом исполнении. Последние используются, если к комплектации предъявляются особые требования в этом отношении.

Расчет необходимого количества влагопоглотителей

Количество необходимых адсорбентов определяется объемом упаковки, фактической и желаемой относительной влажностью внутри упаковки, содержанием воды в любых гигроскопичных упаковочных средствах, типом барьера пленка (паропроницаемость).

Формула для расчета количества адсорбционных единиц в упаковке (DIN 55 474):

n = (1 / a) × (V × b + m × c + A × e × WVP × t)

Поправочный коэффициент
n количество влагопоглотителей
количество абсорбируемой воды на адсорбент в соответствии с максимально допустимой влажностью в упаковке:
допустимая конечная влажность 20% 40% 50% 60%
коэффициент а 3 6 7 8
e относительно допустимой конечной влажности в%:
допустимая конечная влажность 20% 40% 50% 60%
коэффициент е 0.9 0,7 0,65 0,6
В внутренний объем упаковки, м 3
б абсолютная влажность замкнутого воздуха, г / м 3
м Масса гигроскопичных упаковочных материалов, кг
с коэффициент влажности гигроскопичных упаковочных материалов в г / кг
А площадь поверхности барьерной пленки, м 2
WVP паропроницаемость барьерной пленки в ожидаемых климатических условиях в г / м 2 d, измерено согласно DIN 53 122, Pt.1 или Pt. 2 (д = день)
т общая продолжительность перевозки в днях

Следующий пример расчета показывает место наибольшего потенциального риска:

Немецкий производитель должен экспортировать упаковочную машину покупателю в Бразилии. Машина упакована в деревянный ящик следующих размеров:

Длина внутренняя : 7.00 м
Ширина внутренняя : 2,75 м
Высота внутренняя : 3,00 м

Это дает внутренний объем (В) из: 7,00 м × 2,75 × 3,00 м = 57,75 м 3 .

Площадь (A) барьерного слоя рассчитывается на основе площади внутренних сторон коробки:

2 × (7.00 м × 2,75 м) = 38,50 м 2
2 × (7,00 м × 3,00 м) = 42,00 м 2
2 × (2,75 м × 3,00 м) = 16,50 м 2
Всего = 97,00 м 2

Упаковочная машина крепится с помощью 6 кусков пиломатериалов из бруса сосны.Они расположены внутри пакета с климат-контролем. Пиломатериалы сухие на воздухе, содержание воды в нем 15% => коэффициент для влажности гигроскопичного упаковочного средства (c) = 150 г / кг.

Размеры бруса: 2,70 м × 0,20 м × 0,20 м (Д × Ш × В). При приблизительной плотности соснового леса 500 кг / м 3 масса (м) будет следующей:

6 × 2,70 м × 0,20 м × 0,20 м = 0,648 м 3
0.648 м 3 × 500 кг / м 3 = 324 кг пиломатериалов

Были также сделаны следующие допущения:

Допустимая конечная влажность была заявлена ​​на уровне 40%. (a) , таким образом, = 6 г и (e) = 0,7

В качестве барьерного слоя используется алюминиевая композитная пленка, проницаемость для водяного пара (WVP) которой составляет 0,1 г / м 2 d .

Абсолютная влажность закрытого воздуха (б) 13 лет.8 г / м 3 при 20 ° C и относительной влажности 80%

Защита от коррозии должна длиться в общей сложности 100 дней (d) .

Когда эти значения вводятся в уравнение, получается следующий результат:

n = 1/6 г × [(57,75 м 3 × 13,8 г / м 3 ) + (324 кг × 150 г / кг) + (97 м 2 × 0,7 × 0,1 г / м 2 d × 100 d)]
n = 1/6 г × (796,95 г + 48600,00 г + 679,00 г)
n = 1/6 г × 50075.95 г
n = 8346 адсорбционных агрегатов

Расчет показывает, что общее количество водяного пара 50075,95 г присутствует внутри упаковки с контролируемым климатом или диффундирует через барьерный слой. Для поглощения этого количества водяного пара в ящик необходимо поместить 8346 адсорбционных блоков, что не является практическим предложением. При более внимательном рассмотрении деталей расчета обнаруживаются наибольшие потенциальные риски:

V × b = 796.95 г = водяной пар, присутствующий в закрытом воздухе
м × в = 50075,95 г = водяной пар, связанный в гигроскопичных упаковочных средствах
A × e × WVP × t = 679,00 г = водяной пар, который диффундирует через барьерный слой
за весь период защиты

Из вышеизложенного ясно, что гигроскопичные упаковочные материалы в упаковке с контролируемым климатом несут наибольший потенциальный риск, поэтому было бы целесообразно размещать их за пределами барьерного слоя.Однако любые винты, болты или гвозди, которые проходят через барьерный слой, должны быть надлежащим образом загерметизированы. Следовательно, необходимое количество осушителя изменится следующим образом.

n = 1/6 г × (796,95 г + 679,00 г)
n = 246 влагопоглотителей

Это количество адсорбционных модулей может быть легко помещено в рассматриваемую коробку.

При расчете необходимого количества влагопоглотителей в соответствии с DIN 55 474 необходимо учитывать, что вся вода, присутствующая в упаковке с контролируемым микроклиматом, должна абсорбироваться адсорбентом.Соответственно предполагается, что, как и в данном примере, квадратная древесина высохнет до содержания воды 0%. В действительности, однако, это не так, поскольку при относительной влажности 40% (согласованная допустимая конечная влажность) содержание воды в сосновом лесу все еще составляет ок. 8%, и эта вода не выделяется из пиломатериалов. Однако этот факт не принимается во внимание при расчете, а это означает, что рассчитанное количество адсорбционных модулей на самом деле слишком велико. На основе приведенного выше примера разница будет следующей:

сушка до содержания воды 0%: 150 г / кг × 324 кг = 48600 г воды
сушка до содержания воды 8%: 80 г / кг × 324 кг = 25920 г воды

48600 г - 25920 г = 22680 г воды выделяется при сушке от 18% до 8%.

Требуемое количество адсорбентов можно рассчитать следующим образом:

n = 1/6 г × (796,95 г + 22680,00 г + 679,00 г)
n = 1/6 г × 24155,95 г
n = 4026 адсорбционных агрегатов

В результате количество требуемых осушителей уменьшится на 4320 единиц. Тем не менее количество адсорбционных модулей все еще так велико, что их практически невозможно разместить.Факт остается фактом: гигроскопичные вспомогательные средства для упаковки остаются самым большим потенциальным риском для упаковки с контролируемым климатом.

Барьерные пленки

Барьерные пленки доступны в различных формах, например, в виде полиэтиленовой пленки или в виде композитных пленок с двумя внешними полиэтиленовыми слоями и алюминиевым сердечником. Композитная пленка намного лучше показывает проницаемость для водяного пара (WVP), достигая значений WVP ниже 0,1 (г / м 2 d). В композитной пленке барьерные слои расположены так, чтобы вызвать значительное снижение проницаемости по сравнению с одиночным слоем.

В соответствии с действующими стандартами DIN, паропроницаемость всегда указывается как для 20 ° C, так и для 40 ° C. По информации производителя, можно сделать вывод, что паропроницаемость повышается с увеличением температуры и падает с увеличением толщины. Эта проблема особенно характерна для полиэтиленовых пленок, в то время как алюминиевые композитные пленки в значительной степени нечувствительны к повышению температуры.

Размещение пакетов с осушителем

Осушители следует подвешивать на веревках в верхней части упаковки с контролируемым микроклиматом, чтобы обеспечить хорошую циркуляцию воздуха вокруг них.

Важно избегать прямого контакта между пакетом с влагопоглотителем и содержимым упаковки, поскольку влажный влагопоглотитель может вызвать коррозию.

Рекомендуется использовать множество маленьких мешков, а не меньшее количество больших, так как это увеличивает доступную площадь поверхности осушителя и, таким образом, улучшает адсорбцию воды.

Для обеспечения максимально возможной продолжительности защиты барьерная пленка должна быть герметизирована сразу после установки пакетов с влагопоглотителем.

Пакеты с осушителем всегда поставляются в определенных базовых размерах упаковки, которые, в зависимости от размера блока осушителя, могут содержать один пакет (80 шт.) Или до 100 пакетов (1/6 шт.). Базовую внешнюю упаковку следует открывать только непосредственно перед извлечением пакета и сразу же снова термосваривать.

Сравнение преимуществ и недостатков осушающего метода

Преимущества

Осушители обеспечивают отличную защиту от коррозии металлических и неметаллических предметов
Удаление осушителя при доставке в приемник выполняется просто, в отличие от удаления защитных пленок при использовании метода защитного покрытия.Содержимое упаковки доступно сразу же.
Никаких особых требований гигиены труда не применяется, так как осушитель неопасен.

Недостатки

Размещение пакетов с влагопоглотителем и термосварка барьерных пленок относительно трудозатратны.
Малейшее повреждение барьерного слоя может свести на нет эффективность защиты от коррозии.
Расчет необходимого количества адсорбентов не совсем прост, и его легко перерасчитать. Однако лучше слишком много защиты, чем слишком мало.
Индикаторы влажности внутри упаковки не очень надежны, так как они действительны только для определенных температурных диапазонов.

Вернуться к началу

3. Метод VCI (летучий ингибитор коррозии)

Способ действия и использование

Ингибиторы - это вещества, способные ингибировать или подавлять химические реакции.Их можно рассматривать как противоположность катализаторам, которые активируют или ускоряют определенные реакции.

В отличие от метода защитного покрытия, метод VCI является активным методом защиты от коррозии, поскольку на процессы химической коррозии активно влияют ингибиторы.

Проще говоря, механизм действия (см. Рисунок 1) выглядит следующим образом: из-за своих свойств испарения вещество с VCI (нанесенное на бумажную, картонную, пленочную или пенопластовую основу или в виде порошка, спрея или масла) проходит через относительно непрерывно переходит в газовую фазу и осаждается в виде пленки на защищаемый объект (металлические поверхности).Это изменение состояния происходит в значительной степени независимо от обычных температур или уровней влажности. Его притяжение к металлическим поверхностям сильнее, чем у молекул воды, что приводит к образованию сплошного защитного слоя между металлической поверхностью и окружающей атмосферой, что означает, что водяной пар в атмосфере удерживается от поверхности металла, что предотвращает любые коррозия. Однако молекулы VCI также способны проходить через уже существующие пленки воды на металлических поверхностях, вытесняя воду с поверхности.Присутствие VCI подавляет электрохимические процессы, которые приводят к коррозии, подавляя анодные или катодные полуреакции. При определенных обстоятельствах срок иска может быть продлен до двух лет.

Рисунок 1: Принцип действия VCI

Режим действия определяет, как используются материалы VCI. Защищаемый объект, например, завернут в бумагу VCI. Металлические поверхности предмета должны быть как можно более чистыми, чтобы обеспечить эффективность метода.Материал с VCI не должен находиться дальше 30 см от защищаемого объекта. На 1 м3 объема воздуха должно быть допущено примерно 40 г активных веществ. Рекомендуется закрепить этот объем таким образом, чтобы газ не удалялся непрерывно из упаковки из-за движения воздуха. Этого можно достичь, обеспечив максимально возможную герметичность контейнера, но при этом герметичное термосваривание, как в методе осушителя, не требуется.

Метод VCI в основном используется для изделий из углеродистой стали, нержавеющей стали, чугуна, оцинкованной стали, никеля, хрома, алюминия и меди.Предусмотренное защитное действие и вопросы совместимости необходимо уточнять у производителя.

NB: Использование смешивающихся с водой, смешиваемых с водой и несмешиваемых с водой средств защиты от коррозии, консистентных смазок и восков для защиты от коррозии, летучих ингибиторов коррозии (VCI) и материалов, из которых могут выделяться летучие ингибиторы коррозии (например, бумага с VCI , Пленки с VCI, пена с VCI, порошок с VCI, упаковка с VCI, масла с VCI) регулируется Техническим регламентом Германии по опасным веществам, TRGS 615 «Ограничения на использование средств защиты от коррозии, которые могут вызывать образование N-нитрозаминов во время использования».

Сравнение преимуществ и недостатков метода VCI

Преимущества

Поскольку газ также проникает в отверстия и полости, эти области также получают адекватную защиту.
Срок действия может быть продлен до двух лет.
Обертка не требует герметичного термосварки.
По завершении транспортировки упакованный предмет не нужно чистить, но он сразу становится доступным.

Недостатки

Метод VCI подходит не для всех металлов. Это может привести к значительному повреждению неметаллических изделий (пластмассы и т. Д.).
Большинство активных веществ с VCI могут представлять опасность для здоровья, поэтому рекомендуется получить подтверждение их безвредности от производителя и инструкции по применению.

В начало

Материалы и методы контроля коррозии железобетонных и предварительно напряженных бетонных конструкций в новом строительстве

Вызванная солью коррозия арматурной стали в бетонных мостах, несомненно, стала значительным экономическим бременем для многих государственных и местных транспортных агентств.Поскольку железо в стали имеет естественную тенденцию возвращаться в конечном итоге к своему наиболее стабильному оксидному состоянию, эта проблема, к сожалению, все еще будет с нами, но в гораздо меньшей степени из-за использования различных стратегий защиты от коррозии, используемых в настоящее время в новых строительство. Принятие мер защиты от коррозии в новом строительстве, таких как использование передовых методов проектирования и строительства, адекватная толщина бетонного покрытия, бетон с низкой проницаемостью, ингибиторы коррозии и арматурная сталь с покрытием, значительно снижает возникновение коррозии арматурной стали в новых мостах. .Поскольку бетон имеет тенденцию к растрескиванию, использование надлежащих методов проектирования и строительства, адекватной глубины покрытия бетона, антикоррозионных добавок и бетона с низкой проницаемостью само по себе не решит проблему. Даже противокоррозионные добавки для бетона, вероятно, не пригодятся, когда в бетоне есть трещины. В этой ситуации, по сути, сама армирующая сталь остается последней линией защиты от коррозии, а использование барьерной системы на армирующей стали, такой как эпоксидное покрытие, другое органическое покрытие или металлические покрытия, является еще более важным.Вероятно, никогда не будет никакого органического покрытия, которое могло бы выдержать экстремальное сочетание постоянного смачивания, высокой температуры и высокой влажности, которым арматурная сталь подвергается в некоторых морских средах. Необходимо использовать либо стальные стержни, покрытые достаточно стабильным металлическим покрытием, либо твердые металлические стержни какого-либо типа, устойчивые к коррозии. Есть несколько очень убедительных отчетов о хороших характеристиках коррозионной стойкости, продемонстрированных стальными стержнями с эпоксидным покрытием в бетонных настилах мостов, где бетон не остается постоянно влажным, а другие условия воздействия не столь суровы.Недавние усовершенствования спецификаций эпоксидного покрытия и ужесточение требований к надлежащему хранению и обращению с арматурной сталью с эпоксидным покрытием на строительных площадках обеспечат хорошую защиту от коррозии. Для строительства новых элементов моста из предварительно напряженного бетона (где по конструктивным или другим соображениям нельзя использовать пряди с эпоксидным покрытием), использование добавки ингибитора коррозии в бетоне или растворе в сочетании с хорошими конструкциями и методами строительства может обеспечить адекватную защиту от коррозии.Однако долгосрочная эффективность всех добавок коммерческих ингибиторов полностью не подтверждена.

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 00795259
  • Тип записи: Публикация
  • Номер отчета / статьи : FHWA-RD-00-081, Заключительный отчет
  • Файлы: NTL, TRIS, ATRI, USDOT
  • Дата создания: 10 июля 2001 г. 00:00

Предотвращение выбросов из подземных резервуаров для хранения (UST)

На этой странице:


Введение

В 2015 году EPA пересмотрело правила подземных резервуаров (UST).Ниже вы найдете новые требования к защите от разливов, защите от переполнения и защите от коррозии.


Как предотвратить выпуск ЕСН?

Агентство по охране окружающей среды США (EPA) разработало часть технических регламентов для систем подземных резервуаров для хранения, чтобы предотвратить выбросы от UST. Правила требуют, чтобы владельцы и операторы правильно устанавливали системы UST и защищали свои UST от разливов, переполнений и коррозии, а также требуют соблюдения правильных методов заполнения.Кроме того, владельцы и операторы должны сообщать о существовании новых систем UST, предполагаемых выбросах, закрытии систем UST и вести учет эксплуатации и технического обслуживания.


Что такое защита от разливов?

Защита от разливов - это защита вокруг наливной трубы, которая улавливает небольшие капли или разливы, возникающие при отсоединении напорного шланга от наливной трубы. Это средство сдерживания обычно называется ведром для разлива. Его также можно назвать водосборным бассейном или люком для локализации разливов.По сути, ведро для разлива - это емкость, закрытая вокруг наливной трубы. Для защиты от разливов ведро для разливов должно быть достаточно большим, чтобы вместить все, что может пролиться при отсоединении напорного шланга от наливной трубы. Типичный напорный шланг вмещает около 14 галлонов топлива. Ковши для разлива различаются по размеру от тех, которые вмещают всего несколько галлонов, до тех, которые намного больше - чем больше ведро для разлива, тем более надежную защиту от разлива он может обеспечить.

Вам нужен способ удалить жидкость из ведер для разливов.Производители могут оборудовать емкости для разливов насосом или сливом для удаления жидкости. Или вы можете приобрести ручной безыскровой насос. Вы должны стараться, чтобы ваше ведро для сбора разливов было чистым и пустым. Некоторые ведра для разлива могут собирать достаточно воды и осадка вместе с пролитым продуктом, поэтому слив этой смеси в резервуар будет неразумным. В этом случае вы можете откачать ведро для разлива и утилизировать жидкость надлежащим образом. Если жидкость содержит топливо или химические вещества, ее можно рассматривать как опасные отходы. Свяжитесь с вашим агентством-исполнителем, ответственным за опасные отходы, для получения информации о требованиях к испытаниям и обращению.

Примечание. Если UST никогда не получает более 25 галлонов за один раз, UST не должен соответствовать требованиям защиты от разливов. В эту категорию попадают многие небольшие резервуары для отработанного масла.

2015 Требование - Не позднее 13 октября 2018 г. ведра для разливов должны иметь либо двойные стенки (с периодическим контролем целостности обеих стенок ведра), либо периодически проверяться на правильность работы в соответствии с новым оборудованием для предотвращения разливов. требования к тестированию.


Что такое защита от переполнения?

Устройства защиты от переполнения либо перекрывают поток продукта, либо ограничивают поток продукта, либо предупреждают оператора доставки сигналом тревоги, когда резервуар близок к полному. Эти устройства устанавливаются внутри резервуара и активируются, если продукт в UST достигает определенного уровня в резервуаре. Обычно ваш UST должен иметь защиту от переполнения. Три типа устройств защиты от переполнения:

  • Автоматические запорные устройства
  • Сигнализация переполнения
  • Ограничители потока (также называемые шаровыми поплавковыми клапанами)

Примечание. Если UST никогда не получает более 25 галлонов за один раз, UST не должен соответствовать требованиям защиты от переполнения.В эту категорию попадают многие небольшие резервуары для отработанного масла.

2015 Требование - Не позднее 13 октября 2018 г. оборудование для предотвращения перелива должно периодически проверяться на правильность работы в соответствии с новыми требованиями к испытаниям оборудования для предотвращения перелива.


Каковы правильные методы розлива?

Многие выбросы на площадках UST происходят из-за разливов и переливов, которые происходят во время доставки. Хотя эти разливы обычно небольшие, повторяющиеся небольшие выбросы могут вызвать большие экологические проблемы.Чтобы предотвратить разливы и переполнение во время наполнения резервуара, правила UST требуют, чтобы владельцы и операторы соблюдали следующие правила заполнения:

  • Объем, доступный в резервуаре, превышает объем регулируемого вещества, которое должно быть перенесено в резервуар перед перекачкой. сделано
  • Операция передачи контролируется постоянно

Стандартные отраслевые практики также доступны для заполнения резервуаров.


Что такое защита от коррозии?

Незащищенные подземные металлические компоненты системы UST могут вызывать коррозию и выделять продукт через коррозионные отверстия.Коррозия может начаться с точечной коррозии на металлической поверхности. По мере того, как ямка становится глубже, могут образовываться дыры. Даже небольшое отверстие для коррозии со временем может привести к значительным выбросам. Помимо резервуаров и трубопроводов, металлические компоненты могут включать гибкие соединители, шарниры и турбины. Все металлические компоненты системы UST, которые контактируют с землей и обычно содержат продукт, должны быть защищены от коррозии. Два общих метода, используемых для защиты металлических компонентов от коррозии, - это катодная защита и изоляция металлических компонентов от агрессивной среды.

Все UST, установленные после 22 декабря 1988 г., должны соответствовать одному из следующих эксплуатационных стандартов защиты от коррозии:

  • Резервуар и трубопроводы полностью изготовлены из некорродирующего материала, такого как пластик, армированный стекловолокном
  • Резервуар и трубопровод из стали с антикоррозийным покрытием и катодной защитой
  • Бак из стали, плакированной толстым слоем некорродирующего материала (этот вариант не распространяется на трубопроводы)
  • Резервуар и трубопровод устанавливаются без дополнительных мер защиты от коррозии при условии, что эксперт по коррозии определил, что объект не является достаточно коррозионным, чтобы вызвать утечку из-за коррозии в течение срока его эксплуатации, и владельцы или операторы ведут записи, демонстрирующие соблюдение этого требования. требование
  • Конструкция резервуара и трубопроводов, а также защита от коррозии определяются исполнительным агентством таким образом, чтобы предотвратить выброс или угрозу выброса любого хранимого регулируемого вещества таким образом, который не менее защищает здоровье человека и окружающую среду, чем варианты, перечисленные выше. Системы

UST также должны быть спроектированы, сконструированы и установлены в соответствии с отраслевыми нормами и стандартами и согласно инструкциям производителя.

Системы СТЮ, установленные до 22 декабря 1988 г., должны быть защищены от коррозии. Эти UST должны соответствовать одному из стандартов защиты от коррозии, перечисленных выше, или соответствовать одному из вариантов модернизации, описанных ниже (или быть должным образом закрытыми):

  • Внутренняя облицовка
  • Катодная защита *
  • Внутренняя футеровка в сочетании с катодной защитой *

* ПРИМЕЧАНИЕ: Перед добавлением катодной защиты целостность резервуара должна быть обеспечена одним из следующих методов:

  • Резервуар подвергается внутреннему осмотру и оценке, чтобы убедиться, что резервуар конструктивно прочен и не подвержен коррозии или коррозии. дыры.
  • Резервуар устанавливается менее 10 лет и использует ежемесячный мониторинг выбросов.
  • Резервуар был установлен менее 10 лет назад и был оценен на предмет коррозионных отверстий путем проведения двух испытаний на герметичность - первое проводится до добавления катодной защиты, а второе - через 3–6 месяцев после первого срабатывания катодной защиты.

Модернизация неизолированных металлических трубопроводов выполняется путем добавления катодной защиты. ПРИМЕЧАНИЕ. Металлические участки труб и фитинги, из которых вышел продукт в результате коррозии или других повреждений, необходимо заменить.Трубопроводы, полностью изготовленные из (или заключенные) из некорродирующего материала, не нуждаются в катодной защите.

2015 Требование - Не позднее 11 апреля 2016 года все новые и замененные резервуары и трубопроводы должны соответствовать требованиям к вторичной защитной оболочке, в том числе внутреннему мониторингу, в соответствии с новыми требованиями к вторичной защитной оболочке. EPA рассматривает вопрос о замене трубопровода, когда 50 или более процентов трубопровода удаляются и устанавливаются другие трубопроводы. Кроме того, владельцы и операторы должны установить защитную оболочку под диспенсером для новых систем диспенсера.


Защита от разливов

Защита от разливов - это локализация вокруг наливной трубы, которая улавливает небольшие капли или разливы, возникающие при отсоединении напорного шланга от наливной трубы. Это средство сдерживания обычно называется ведром для разлива. Его также можно назвать водосборным бассейном или люком для локализации разливов. По сути, ведро для разлива - это емкость, закрытая вокруг наливной трубы. Для защиты от разливов ведро для разливов должно быть достаточно большим, чтобы вместить все, что может пролиться при отсоединении напорного шланга от наливной трубы.Типичный напорный шланг вмещает около 14 галлонов топлива. Ковши для разлива различаются по размеру от тех, которые вмещают всего несколько галлонов, до тех, которые намного больше - чем больше ведро для разлива, тем более надежную защиту от разлива он может обеспечить.

Вам нужен способ удалить жидкость из ведер для разливов. Производители могут оборудовать емкости для разливов насосом или сливом для удаления жидкости. Или вы можете приобрести ручной безыскровой насос. Вы должны стараться, чтобы ваше ведро для сбора разливов было чистым и пустым. Некоторые ведра для разлива могут собирать достаточно воды и осадка вместе с пролитым продуктом, поэтому слив этой смеси в резервуар будет неразумным.В этом случае вы можете откачать ведро для разлива и утилизировать жидкость надлежащим образом. Если жидкость содержит топливо или химические вещества, ее можно рассматривать как опасные отходы. Свяжитесь с вашим агентством-исполнителем, ответственным за опасные отходы, для получения информации о требованиях к испытаниям и обращению.

Примечание. Если UST никогда не получает более 25 галлонов за один раз, UST не должен соответствовать требованиям защиты от разливов. В эту категорию попадают многие небольшие резервуары для отработанного масла.


Защита от переполнения

Защита от переполнения - это устройства, которые либо перекрывают поток продукта, либо ограничивают поток продукта, либо предупреждают оператора доставки сигналом тревоги, когда резервуар близок к полному.Эти устройства устанавливаются внутри резервуара и активируются, если продукт в UST достигает определенного уровня в резервуаре. Обычно ваш UST должен иметь защиту от переполнения. Существуют три типа устройств защиты от переполнения:

Примечание. Если UST никогда не получает более 25 галлонов за один раз, UST не должен соответствовать требованиям защиты от переполнения. В эту категорию попадают многие небольшие резервуары для отработанного масла.

Каковы правильные методы розлива?

Многие выбросы на площадках UST происходят из-за разливов и переливов, которые происходят во время доставки.Хотя эти разливы обычно небольшие, повторяющиеся небольшие выбросы могут вызвать большие экологические проблемы. Чтобы предотвратить разливы и переполнение во время заполнения резервуара, правила UST требуют, чтобы владельцы и операторы соблюдали следующие правильные методы заполнения:

  • объем, имеющийся в резервуаре, превышает объем регулируемого вещества, которое должно быть перенесено в резервуар до перевод сделан; и
  • операция передачи контролируется постоянно.

Стандартные отраслевые практики также доступны для заполнения резервуаров.


Устройства автоматического отключения

Устройство автоматического отключения, установленное в наполняющей трубе подземного резервуара для хранения (UST), замедляет, а затем останавливает поток продукта в резервуар, когда продукт достигает определенного уровня в резервуаре. Федеральные правила требуют, чтобы отключение происходило, когда резервуар заполнен на 95 процентов или до того, как какая-либо арматура, расположенная наверху резервуара, подвергнется воздействию продукта. Это устройство имеет один или два клапана, которые приводятся в действие поплавковым механизмом. На рисунке слева внизу показан один из типов автоматического запорного устройства.Обратите внимание, что поплавок опущен, а заправочный клапан открыт. На рисунке справа внизу показано то же запорное устройство с поднятым поплавком и закрытым клапаном заполнения.

Некоторые автоматические запорные устройства работают в два этапа. На первом этапе резко сокращается поток продукта, чтобы предупредить водителя о том, что UST почти заполнен. После этого водитель может закрыть нагнетательный клапан, оставив место в UST для продукта, оставшегося в напорном шланге. Если водитель не обращает внимания и уровень жидкости поднимается выше, клапан полностью закрывается, и жидкость больше не может подаваться в UST, и водитель остается с напорным шлангом, полным продукта.

Устройство автоматического отключения с опущенным поплавком и открытым клапаном наполнения

Устройство автоматического отключения с поднятым поплавком и закрытым клапаном наполнения


Сигнализация переполнения

Нажмите, чтобы увидеть полноразмерную диаграмму сигналов тревоги при переполнении.

Для сигнализации о переполнении используются датчики, установленные в резервуаре (см. Рисунок справа), чтобы активировать аварийный сигнал, когда резервуар заполнен на 90 процентов или в течение одной минуты после переполнения.В любом случае, сигнализация должна давать достаточно времени для того, чтобы доставщик закрыл запорный клапан грузовика до того, как произойдет переполнение. Сигнализаторы должны быть расположены так, чтобы доставщик мог их легко видеть или слышать. (Сигнализация переполнения часто является частью автоматических систем измерения резервуара.)

Сигнализация переполнения срабатывает только в том случае, если она предупреждает доставщика в нужное время, а доставщик быстро реагирует. Не забудьте включить сигнализацию в электрическую цепь, которая активна все время, чтобы сигнализация всегда срабатывала.Многие поставки осуществляются ночью, когда объект закрыт. Вы же не хотите выключать будильник, когда выключаете свет в офисе.


Шаровые поплавковые клапаны

Шаровые поплавковые клапаны (также известные как поплавковые выпускные клапаны) устанавливаются на дне вентиляционной линии внутри резервуара. Когда уровень продукта ниже клетки, шарик упирается в нижнюю часть клетки, а вентиляционная линия открыта (см. Рисунок внизу слева). Когда уровень продукта поднимается над дном клетки, шарик плавает по продукту и поднимается в клетке.По мере продолжения подачи шар в конечном итоге оказывается в вентиляционной линии (см. Рисунок ниже, справа) и ограничивает выход пара из вентиляционной линии до того, как резервуар будет заполнен. Ограничители потока должны начать ограничивать поток, когда бак заполнен на 90 процентов или за 30 минут до переполнения. Если крышка резервуара герметична, шаровой поплавковый клапан может создать достаточное противодавление, чтобы ограничить поток продукта в резервуар, что может уведомить водителя о прекращении подачи в резервуар. Однако, если UST имеет незакрепленные фитинги или другие негерметичные компоненты верхней части резервуара, поток не будет ограничен и произойдет переполнение.

ПРИМЕЧАНИЕ. Производители не рекомендуют использовать шаровые поплавковые клапаны с всасывающим трубопроводом, нагнетанием под давлением или коаксиальным улавливанием паров ступени I.

Шаровой поплавковый клапан с шаром в нижней части клетки и открытой вентиляционной линией. Это означает, что продукт находится под клеткой, а вентиляционная линия открыта.

Шаровой поплавковый клапан поднимается по мере подъема продукта. В конечном итоге шар попадает в вентиляционную линию и ограничивает выход пара из вентиляционного отверстия до того, как резервуар будет заполнен.


Защита от коррозии

Это примеры того, как коррозия может начаться как точечная коррозия на поверхности металла и может развиться в отверстия в незащищенных металлических компонентах системы UST.

Незащищенные подземные металлические компоненты системы UST могут вызвать коррозию и выброс продукта через коррозионные отверстия. Коррозия может начаться с точечной коррозии на металлической поверхности. По мере того, как ямка становится глубже, могут образовываться дыры. Даже небольшое отверстие для коррозии со временем может привести к значительным выбросам.Помимо резервуаров и трубопроводов, металлические компоненты могут включать гибкие соединители, шарниры и турбины. Все металлические компоненты системы UST, которые контактируют с землей и обычно содержат продукт, должны быть защищены от коррозии. Два общих метода, используемых для защиты металлических компонентов от коррозии, - это катодная защита и изоляция металлических компонентов от агрессивной среды.


Обзор

Все UST, установленные после 22 декабря 1988 г., должны соответствовать одному из следующих стандартов защиты от коррозии:

Это изображение резервуара из стали, покрытой толстым слоем некорродирующего материала.

Это изображение резервуара, армированного стекловолокном. Обратите внимание на ребристость и закругленные края.

  • Резервуар и трубопроводы полностью изготовлены из некорродирующего материала, такого как пластик, армированный стекловолокном.
  • Резервуар и трубопровод из стали с антикоррозийным покрытием и катодной защитой.
  • Бак из стали, плакированной толстым слоем некорродирующего материала (этот вариант не относится к трубопроводам).
  • Резервуар и трубопровод устанавливаются без дополнительных мер защиты от коррозии при условии, что эксперт по коррозии определил, что объект не является достаточно коррозионным, чтобы вызвать утечку из-за коррозии в течение его срока эксплуатации, и владельцы / операторы ведут записи, которые демонстрируют соблюдение этого требование.
  • Конструкция резервуара и трубопроводов, а также защита от коррозии определяются исполнительным агентством так, чтобы предотвращать выброс или угрозу выброса любого хранимого регулируемого вещества таким образом, который не менее защищает здоровье человека и окружающую среду, чем варианты, перечисленные выше.
  • Системы

UST также должны быть спроектированы, сконструированы и установлены в соответствии с отраслевыми нормами и стандартами и согласно инструкциям производителя.

Системы СТЮ, установленные до 22 декабря 1988 г., должны быть защищены от коррозии.Эти UST должны соответствовать одному из стандартов защиты от коррозии, перечисленных выше, или соответствовать одному из вариантов модернизации, описанных ниже (или быть должным образом закрытыми):

* ПРИМЕЧАНИЕ: Перед добавлением катодной защиты целостность резервуара должна быть обеспечена с помощью одного из следующих методов:

  • Резервуар подвергается внутреннему осмотру и оценке, чтобы убедиться, что резервуар является конструктивно прочным и не имеет коррозии или отверстий.
  • Резервуар устанавливается менее 10 лет и использует ежемесячный мониторинг выбросов.
  • Резервуар был установлен менее 10 лет назад и был оценен на предмет коррозионных отверстий путем проведения двух испытаний на герметичность - первое проводится до добавления катодной защиты, а второе - через 3–6 месяцев после первого срабатывания катодной защиты.

Модернизация неизолированных металлических трубопроводов выполняется путем добавления катодной защиты. ПРИМЕЧАНИЕ. Металлические участки труб и фитинги, из которых вышел продукт в результате коррозии или других повреждений, необходимо заменить.Трубопроводы, полностью изготовленные из (или заключенные) из некорродирующего материала, не нуждаются в катодной защите.


Внутренняя обивка

Нанесение некорродирующего покрытия на внутреннюю часть UST.

Внутренняя часть структурно прочного резервуара может быть облицована толстым слоем некорродирующего материала. Материал футеровки и метод нанесения должны соответствовать применимым отраслевым нормам. Используемая футеровка также должна соответствовать тем же федеральным требованиям, что и для отремонтированных резервуаров (40 CFR 280.33). Примечание. Гибкие внутренние вкладыши (баллоны), которые помещаются внутри резервуара, не соответствуют требованиям к внутренней облицовке резервуара. Резервуары, в которых используется только внутренняя облицовка для защиты от коррозии, должны проходить внутренний осмотр в течение 10 лет и каждые 5 лет после этого, чтобы убедиться, что резервуар и облицовка находятся в хорошем состоянии. Вам следует вести учет результатов этих проверок.


Катодная защита

Катодная защита - это один из вариантов защиты подземного резервуара для хранения (UST) от коррозии.Существует два типа систем катодной защиты:

  • Жертвенный анод
  • Нажимаемый ток

Жертвенные аноды могут быть прикреплены к покрытой стали UST 1 для защиты от коррозии (см. Ниже, слева и в центре). Протекторные аноды - это металлические детали, более электрически активные, чем стальные UST. Поскольку эти аноды более активны, коррозионный ток будет выходить из них, а не через СТЮ. Таким образом, UST защищен, а присоединенный анод принесен в жертву.Изношенные аноды необходимо заменить для постоянной защиты СТЮ от коррозии.

В системе с подаваемым током используется выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный (см. Ниже, справа). Этот ток передается по изолированному проводу к анодам - ​​специальным металлическим стержням, закопанным в почву возле СТЮ. Затем ток течет через почву в систему UST и возвращается к выпрямителю по изолированному проводу, присоединенному к UST. Система UST защищена, поскольку ток, идущий в систему UST, преодолевает коррозию, в результате чего ток обычно течет от нее.

Федеральные правила требуют, чтобы системы катодной защиты, устанавливаемые на объектах UST, проектировались экспертом по коррозии.

Система катодной защиты должна проверяться квалифицированным испытателем катодной защиты в течение шести месяцев с момента установки и, по крайней мере, каждые три года в дальнейшем. Кроме того, системы катодной защиты должны быть испытаны в течение шести месяцев после любого ремонта любой системы UST с катодной защитой. Вам нужно будет сохранить результаты двух последних тестов, чтобы доказать, что катодная защита работает.Кроме того, вы должны каждые 60 дней проверять систему с включенным током, чтобы убедиться, что система работает. Сохраните результаты трех последних 60-дневных проверок, чтобы доказать, что система подаваемого тока включена и работает правильно.

Это иллюстрация катодной защиты с использованием расходуемых анодов.

Это иллюстрация катодной защиты с использованием расходуемых анодов.

Это линейная схема катодной защиты от приложенного тока.

1 Покрытие должно быть из подходящего диэлектрического материала (т. Е. Покрытие, которое электрически изолирует UST от окружающей среды и соответствует применимым отраслевым нормам). Асфальтовое покрытие не считается подходящим диэлектрическим покрытием.


Внутренняя облицовка с катодной защитой

Другой вариант модернизации существующих резервуаров - добавить катодную защиту и внутреннюю облицовку. Если эти варианты модернизации добавляются одновременно, преимущества этого комбинированного метода заключаются в следующем: UST получают лучшую защиту от коррозии, и состояние внутренней облицовки не требует периодической проверки.

Эти преимущества могут привести к значительной экономии затрат по сравнению с одной только внутренней облицовкой. Однако система катодной защиты должна периодически проверяться и проверяться, чтобы убедиться, что она работает должным образом. Вы должны вести записи этих тестов и проверок.

Если внутренняя облицовка и катодная защита устанавливаются на UST в разное время, см. Рекомендации EPA в Техническом компендиуме UST в разделе «Новые и модернизированные системы», вопрос № 9, чтобы узнать, нужны ли периодические проверки футеровки.

Адаптивная система защиты от коррозии

с использованием непрерывного измерения коррозии, извлечения параметров и корректирующего контура

Представлена ​​простая адаптивная система защиты от коррозии (ACPS) с питанием от источника тока вместе с технологией извлечения тока защиты из графика Тафеля. Для надежной защиты металла мишени сначала получают Тафелевский участок металла мишени. Впоследствии новый метод, предложенный в этой статье, используется для извлечения тока защиты из графика Тафеля.Этот извлеченный ток защиты подается на целевой металл для защиты металла в существующей коррозионной среде. Эта трехкомпонентная система адаптивно используется для обновления требуемого тока защиты для постоянной эффективной защиты целевого металла. Все эти функции интегрированы в автономный ACPS, который эффективно диагностирует состояние коррозии и обновляет параметры защиты без какого-либо ручного вмешательства или физического изменения настройки, что обеспечивает модульность, надежность и экономию затрат.Для проверки методики реализована и испытана система лабораторного масштаба с использованием различных металлических образцов и различных агрессивных сред. Используя экспериментальную систему, металлические образцы А36 эффективно защищены с эффективностью защиты (ингибирования) 40–100 в различных агрессивных средах, что может увеличить ожидаемый срок службы целевого металла от ~ 2 раз до более чем 100 раз для исследуемых агрессивных сред.

1. Введение

Несмотря на то, что это хорошо известная проблема, коррозия конструкций по-прежнему является значительным расходом в различных отраслях промышленности, таких как трубопроводная промышленность, аэронавтика и базовая инфраструктура.Коррозия таких конструкций, как бетонные мосты [1–3], бетонные балки [4] и бетонные конструкции в морской среде [5] ставит под угрозу безопасность и функциональность многих инфраструктур, что приводит к дорогостоящему ремонту [6]. Среди прочего, факторы окружающей среды, такие как удельное сопротивление окружающей среды, влажность, воздействие электролитов и pH, играют ключевую роль в скорости воздействия таких материалов, как судовые конструкции [7], нержавеющая сталь [8], оцинкованная сталь [9]. , а углеродистая сталь [10] подвергнется коррозии.

Коррозия определяется Национальной ассоциацией инженеров по коррозии (NACE) [11] как естественное ухудшение качества материала (обычно металла) в результате химической или электрохимической реакции [12] с окружающей средой. Простая теория коррозии [13] и физическая модель коррозии [14] также опубликованы ранее. Несмотря на термодинамическую тенденцию к реакции окисления, существуют проверенные временем методы предотвращения и контроля коррозии, которые могут уменьшить или устранить ее влияние на общественную безопасность, экономику и окружающую среду [15, 16].За прошедшие годы было разработано множество методов для защиты металла. Некоторые популярные методы предотвращения коррозии включают использование органического металла [17], механический метод [18], катодную защиту [19] и фотоэлектрохимический подход [20]. Кроме того, доказано, что использование различных покрытий [21, 22] и электрохимической защиты продлевает срок службы целевого металла в средах, подверженных коррозии.

Популярные методы включают использование систем катодной защиты [19, 23], в одном из которых в качестве катода используется металл-мишень, защищенный жертвенным металлом, который действует как анод (гальванический).Система катодной защиты наложенным током (ICCP) хорошо объяснена и изучается на протяжении десятилетий [23, 24]. Влияние переменного тока (AC) на систему ICCP [25] и использование системы ICCP для защиты конструкции костального моста [26] также было описано в предыдущих исследованиях. Хотя первоначальная установка системы ICCP [23] является более дорогостоящей, она оказалась экономически эффективным методом защиты, поскольку не требует систематической замены вышедшего из строя анода.

В типичной системе ICCP очень важен соответствующий контроль тока защиты [27].Чрезмерная защита (слишком большой ток катодной защиты) металла создает нежелательный потенциал по всей конструкции и приводит к ускорению процесса коррозии [28]. Кроме того, неподходящая система ICCP может также ухудшить прочность сцепления в бетонных конструкциях [29] или защитном покрытии [30]. Следовательно, инженеры по коррозии должны постоянно оценивать и контролировать существующее состояние коррозии.

Например, для защиты стальной конструкции было стандартизовано значение –0.85 В (по сравнению с электродом сравнения Cu / CuSO 4 ) [31]; однако этот потенциал компенсируется мгновенным потенциалом, измеренным в полевой среде [32, 33]. Однако такие мгновенные измерения потенциала выполняются вручную в полевых условиях, что требует ручного вмешательства даже в отдаленных районах. Следовательно, эффективность защиты от коррозии сильно зависит от взаимодействия с человеком, что неэффективно и не рентабельно [34, 35]. Кроме того, емкостные выбросы, возникающие при прерывании тока, могут маскировать мгновенный потенциал [36, 37].Следовательно, мгновенное измерение потенциала и существующая система защиты от коррозии на основе потенциала имеют множество ограничений, которые необходимо устранить, чтобы получить недорогую, надежную и автоматизированную систему защиты от коррозии. Из-за целевых свойств металла и других факторов окружающей среды в металлической конструкции может возникнуть локальная коррозия. Влияние такой неоднородной коррозии на растрескивание и срок службы бетонных конструкций исследовалось ранее [38]. Также разработана математическая модель для оценки однородных и неоднородных повреждений железобетона, вызванных коррозией [39].Следовательно, неравномерное распределение коррозии или защита в металлической конструкции является сложной проблемой.

Чтобы устранить эти ограничения, мы предлагаем простую адаптивную систему защиты от коррозии (ACPS) для надежной защиты целевого металла в самых разных средах. ACPS состоит из измерения электрохимического отклика целевого металла для получения графика Тафеля, извлечения точного тока защиты из графика Тафеля и регулировки требуемого тока с помощью контура обратной связи.Это приводит к диагностике, а также к системе защиты, которая может точно контролировать и защищать целевой металл. Контур обратной связи автоматически измеряет электрохимическое поведение (график Тафеля) аналитически с заданными пользователем интервалами и защищает целевой металл в существующих коррозионных условиях. Предлагаемая замкнутая система защиты от коррозии обеспечивает более высокую надежность и точность без каких-либо неблагоприятных эффектов, упомянутых ранее. Кроме того, в предлагаемой системе полностью исключено ручное взаимодействие.Предлагаемая система также оптимизирует потребление энергии и снижает потери энергии, что приводит к экономии затрат на электроэнергию.

2. Теория ACPS

В типичной системе измерения коррозии электрохимический отклик целевого металла в коррозионной среде получают с помощью электрохимической ячейки, а график Тафеля (см. Рисунок 1) получают из электрохимического отклика. Значения потенциала холостого хода () и тока коррозии () (см. Рисунок 1) обычно извлекаются из графика Тафеля для расчета скорости коррозии целевого металла в данной коррозионной среде [40].Кроме того, график Тафеля точно используется для измерения скорости коррозии различных металлов [41] и армированной стали [42].


Важно отметить, что потенциал для этого обычно такой же или очень близок к потенциалу холостого хода (), а значение, полученное из графиков Тафеля, также является естественным потоком тока, создаваемым в данной электрохимической ячейке, когда обе реакции окисления и восстановления находятся в равновесии [43]. Следовательно, при этом токе () и потенциале () металл не должен быть ни недостаточно защищенным (недостаточным током или потенциалом защиты), ни чрезмерно защищенным.Таким образом, это минимальная величина тока, необходимая для защиты металла от свободной коррозии в существующих условиях коррозии. Используя эту минимальную величину тока (), оптимальные параметры защиты могут быть определены по оставшейся приемлемой степени коррозии. Предлагаемый метод открывает возможность управления током защиты по желанию инженера по коррозии. В сочетании с напряжением холостого хода () можно спрогнозировать минимальное количество энергии, необходимое для защиты целевого металла.Однако, как видно из графика Тафеля, фактический потенциал при токе немного смещен в сторону катодной области от потенциала, что обеспечивает эффективность защиты от коррозии при токе.

Таким образом, можно точно определить оптимальные параметры защиты для текущих условий окружающей среды целевого металла, используя метод, описанный выше. Кроме того, значения этих оптимальных параметров защиты отражают изменяющиеся условия окружающей среды, а также состояние коррозии металла, если частые измерения можно проводить без изменения настройки защиты.Адаптируясь к этим обновленным параметрам защиты, можно защитить целевой металл более научно, без риска недостаточной или избыточной защиты.

В ходе дальнейшего анализа во время электрохимического измерения (тафелевский график) анодной ветви (тафелевский график) целевой металл слегка окисляется и, следовательно, корродирует во время анодной развертки. Несмотря на то, что эта степень коррозии минимальна, оптимальные параметры защиты немного отклоняются после завершения испытания. Это приводит к небольшой недостаточной защите оптимально защищенного целевого металла.Чтобы устранить эту ошибку, предлагаемая система дополнительно упрощается, чтобы минимизировать анодную развертку от электрохимических измерений для повышения точности, надежности и производительности в течение длительного периода (см. Рисунок 2).


Как показано на рисунке 2, электрохимическая развертка начинается с анодной ветви, которая немного выше, чем потенциал холостого хода в улучшенном методе. В этом методе значение определяется путем экстраполяции линейной области катодной ветви и потенциала холостого хода () (см. Рисунок 2).Используя этот метод, значения и определяются точно так же, как и в предыдущем методе, и уменьшают небольшую коррозию металла из-за анодной развертки. Этот метод также сокращает общее время, необходимое для полного измерения поведения и извлечения параметров.

Путем адаптации (петли обратной связи) предложенной системы защиты от коррозии с текущим источником питания и извлеченных параметров защиты от коррозии (и) целевой металл может быть точно защищен точным количеством защиты от коррозии.В отличие от классической системы ICCP, основанной на потенциале, предлагаемый метод позволяет избежать чрезмерной или недостаточной защиты целевого металла и, следовательно, побочных эффектов, связанных с ним. В предлагаемой нами методике часто измеряется электрохимическое поведение целевого металла и извлекаются оптимальные параметры защиты. Как только новые оптимальные параметры защиты извлечены, они адаптируются в системе защиты до тех пор, пока не будут выполнены новые измерения и извлечения. Мы также предлагаем использовать систему защиты от источника тока для эффективной защиты целевого металла с оптимальной потребляемой мощностью.

3. Предлагаемая адаптивная система защиты от коррозии (ACPS)

ACPS предлагает новый подход по сравнению с классической системой защиты от коррозии с потенциальным источником, предлагая адаптивную систему защиты от коррозии на основе полного цикла обратной связи.

Как описано в предыдущем разделе, ACPS состоит из простой системы защиты от коррозии с источником тока, которая контролирует состояние коррозии через определенные пользователем интервалы и защищает целевой металл, адаптируясь к изменению состояния коррозии защищенный металл.Следовательно, модуль управления ACPS работает как система активного контура обратной связи для обновления тока защиты, который извлекается из электрохимической развертки защищаемой системы.

Блок-схема ACPS показана на рисунке 3, и точные этапы выполнения описываются следующим образом: (1) Реализация ACPS (рисунок 3) начинается с подготовки металла, подлежащего защите, и инициализации управления. Ед. изм. После того, как начальная подготовка сделана, целевой металл и блок управления соединяются между собой.В это время устанавливается интервал обновления параметров защиты. Однако этот интервал может быть легко обновлен во время выполнения. (2) Как только параметры испытания определены, выполняется электрохимическое измерение и получается тафелевский график целевого металла. (3) Затем значение извлекается из График Тафеля и ток защиты обновляются, чтобы адаптироваться к изменениям коррозионного состояния целевого металла. (4) Металл постоянно защищается током защиты (), извлекаемым на этапе (3), до тех пор, пока не истечет интервал времени для обновления параметров защиты. достигается.(5) По достижении временного интервала для обновления параметров защиты полный цикл снова запускается с шага (2).


Из блок-схемы (рис. 3) и описанных выше шагов видно, что предлагаемый блок управления может быть реализован с использованием автономного встроенного модуля, виртуального инструмента на основе LabVIEW или других недорогих систем. Кроме того, в качестве электрода можно использовать недорогой графитовый стержень. Следовательно, полная реализация предлагаемой ACPS может быть очень рентабельной, и ее легко реализовать в лаборатории или в полевых условиях.Систему ACPS также можно использовать в качестве диагностического инструмента для определения точного состояния коррозии целевого металла.

4. Материалы и методы

Чтобы доказать функциональность ACPS и способность эффективно защищать металл-мишень, в лабораторных условиях проводятся систематические эксперименты. Каждая индивидуальная экспериментальная установка описана ниже с конкретными деталями и соответствующей блок-схемой.

4.1. Экспериментальная установка для конфигурации электродов

Чтобы определить применимость электрохимической установки для ACPS, проводится серия экспериментов с использованием потенциостата, управляемого персональным компьютером (ПК) (ParStat 4000 от Princeton Applied Research) (см. Рисунок 4) .


Типичная электрохимическая установка (рис. 4) реализуется путем подключения целевого металла к рабочему электроду, стержня из инертного графита к противоэлектроду и насыщенного каломельного электрода к электроду сравнения потенциостата. Экспериментальная установка подготовлена ​​с использованием 0,6 М раствора NaCl в качестве коррозионной среды и горячекатаного стального образца A36 (2,5 см × 2,5 см × 0,5 см) в качестве целевого металла. Следовательно, площадь поверхности, подверженная воздействию агрессивной среды во время экспериментов, составляет 3125 мм 2 .

Графики Тафеля получены путем качания потенциала на рабочем электроде относительно электрода сравнения для данной трехэлектродной конфигурации. Для экспериментов потенциал изменяется от -0,25 В до 0,25 В со скоростью сканирования 2 мВ / сек. Стандартный каломельный электрод (SCE) используется в качестве электрода сравнения для всех измерений. Образец стали А36 очищается перед каждым экспериментом для достижения повторяемости измерений. После завершения значение извлекается для каждого эксперимента и анализируется.

4.2. Экспериментальная установка для защиты от коррозии

После понимания поведения электрохимических измерений и полученного графика Тафеля выполняется экспериментальная проверка системы защиты от источника тока. Извлеченное значение используется в качестве тока защиты для этих экспериментов.

Для проверки принципа используются два разных металлических образца, обычная оцинкованная аппаратная шайба (площадь поверхности: 278,5 мм 2 ) и образец из стали A36 (такой же, как в предыдущем эксперименте).Перед началом эксперимента образцы металлов полируют и промывают изопропиловым спиртом (IPA) и деионизированной (DI) водой и сушат в потоке N 2 . Готовят два отдельных образца шайбы и стали А36. Одна шайба и образец из стали A36 защищены с помощью предлагаемой системы, а второй комплект оставляют в коррозионной среде, чтобы она могла свободно корродировать. В качестве агрессивной среды используется 0,6 М раствор NaCl. Чтобы извлечь ток, строят график Тафеля, используя схему, описанную на рисунке 4.Значение извлекается с помощью программного обеспечения потенциостата и напрямую используется для подачи тока в качестве действующей системы защиты от коррозии. Первый комплект с обоими металлическими образцами защищен в течение 24 часов для проверки концепции. Другой набор подвергается коррозии в течение того же времени, прежде чем все образцы очищаются в ванне из IPA и снова взвешиваются для определения потери веса образцов.

Для дальнейшей проверки предложенной системы защиты от коррозии тот же эксперимент продлен более чем на две недели с измерениями веса, электрохимическими измерениями, экстракцией и модификацией источника тока каждые 24 часа.Затем анализируется потеря веса для всех образцов. Затем рассчитывается эффективность защиты (ингибирования) системы с использованием следующего уравнения [44]: где, и представляют эффективность защиты (ингибирования), потерю веса свободно корродированного металлического образца и потерю веса защищенного металлического образца, соответственно.

4.3. Настройка адаптивного контура

После проверки функциональности системы защиты от коррозии на основе источника тока, автоматическая и простая система реализуется с использованием простого измерителя источника постоянного тока (Keithley Model 2400), управляемого с помощью подставки на базе персонального компьютера. только ACPS, который реализован с использованием виртуального прибора National Instrument (NI), основанного на LabVIEW (см. рисунок 5).


В этой недорогой установке для всех экспериментов используется образец из стали A36 (2,5 см × 2,5 см × 0,5 см). Сначала в качестве агрессивной среды используется 0,6 М раствор NaCl. Кроме того, этот эксперимент проводится с использованием одного образца A36, защищенного автоматическим адаптивным контуром, а другой образец A36 подвержен коррозии. Измерения веса и метод сбора данных такие же, как и в предыдущем подразделе.

LabVIEW VI сконфигурирован так, чтобы сканировать тафелевскую диаграмму целевого металла с заданным пользователем интервалом.В нашей экспериментальной установке измерение графика Тафеля и извлечение параметров защиты выполняются каждые 24 часа. Значение извлекается из LabVIEW VI и используется измерителем источника постоянного тока для защиты целевого металла до тех пор, пока значение не будет извлечено снова. Эта простая и портативная система на основе адаптивного контура также сконфигурирована для непрерывного получения показателей эффективности защиты от коррозии.

4.4. Установка для исследования характеристик ACPS в различных коррозионных средах

Предварительные испытания для подтверждения концепции выполняются с использованием 0.6 М раствор NaCl в качестве агрессивной среды. Однако для дальнейшей проверки эффективности предлагаемой ACPS для защиты целевого металла, защита должна быть проверена в различных коррозионных средах, которые обычно используются в области измерения и защиты от коррозии (см. Таблицу 1).

9018 Вода Обычная вода Вода Северная Америка, которая является довольно агрессивной

Название агрессивной среды Концентрация агрессивной среды, если применимо Комментарий

Гуминовая кислота 50 мг / л Известно, что это вещество вызывает коррозию на сельскохозяйственных угодьях
Влажное почвенное дно - Это очень агрессивное вещество. окружающая среда
Сухой песчаный слой - Это очень слабая коррозионная среда

Коррозионные среды для этого исследования выбраны на основе различия их коррозионных свойств и простоты доступности.Во-первых, для подтверждения предлагаемого нами принципа и системы была использована доступная в раковине вода из кухонного крана. Во-вторых, исследуют раствор гуминовой кислоты 50 мг / л. Обычно раствор гуминовой кислоты используется в исследованиях для воспроизведения коррозионного воздействия сельскохозяйственных земель. После достижения многообещающих результатов вышеупомянутых экспериментов, тесты ACPS были расширены, чтобы использовать непосредственно доступные образцы садовой почвы и грубого песка. Влажная почва является высокопроводящей средой из-за большого количества минералов в почве.Из-за этого влажная почва считается высококоррозионной средой. С другой стороны, сухой песок имеет плохую проводимость и, следовательно, обычно считается плохо коррозионной средой. Выбранные здесь разные коррозионные среды представляют разные электрохимические условия, что приводит к различным требованиям ICCP для защиты целевого металла.

Настройка ACPS (показанная на рисунке 5), метод анализа, сбор данных и метод анализа производительности для этих экспериментов остаются такими же, как и в предыдущем разделе.

5. Результаты и обсуждение

В этом разделе представлены основные результаты и результаты лабораторных экспериментов с ACPS. Как описано в предыдущем разделе, в первую очередь проверяется пригодность извлеченных для защиты образцов различных металлов. Далее описывается доказательство точного функционирования адаптивного контура, после чего следует оценка характеристик ACPS с использованием различных агрессивных сред.

5.1. Проверка извлеченного как тока защиты

После понимания поведения электрохимического измерения и результирующего тафелевского графика выполняется экспериментальная проверка извлеченного тока для системы защиты от источника тока.Как описано в экспериментальной установке в предыдущем разделе, металлические образцы взвешиваются до и после того, как они будут защищены с помощью системы с источником тока (на основе). Сначала образцы тестируются в течение 24 часов (см. Рисунок 6 (а)), после чего следует длительный тест (см. Рисунок 6 (б)).

Во время первого эксперимента (рис. 6 (а)) система защиты от источника тока показывает очень хорошее защитное поведение. Оба металлических образца показывают эффективность предложенной защиты более 82% через 24 часа (см. Таблицу 2).Слегка корродирующая шайба и образец металла А36 теряют 0,00252 г / день и 0,00385 г / день соответственно. С другой стороны, защищенная шайба и образец стали A36 теряют только 0,00044 г / день и 0,00068 г / день соответственно. Это приводит к сокращению потери веса шайбы и образцов из стали A36 за день на 83% и 82% соответственно. Эти результаты однозначно подтверждают принцип защиты от коррозии, предложенный в этой статье. Процент потери веса для образца A36 и шайбы тесно связан.Причина такого сходства связана с типом агрессивной среды, используемой для обоих случаев в наших экспериментах.


Потеря веса (г / день)
Свободно корродирующий Защищенный Эффективность защиты (ингибирования) ()

0,00252 0,00044 83%
Сталь A36 0.00385 0,00068 82%

При длительном испытании (см. Рисунок 6 (b)), защищенные металлические образцы показали значительное снижение потери веса по сравнению со свободными. коррозирующий металл. Общая потеря веса через 16 дней для свободно корродирующей шайбы и образца A36 составляет 0,04032 г и 0,0616 г соответственно. С другой стороны, общая потеря веса через 16 дней для защищенной шайбы и образца A36 равна 0.00704 г и 0,01088 г соответственно. Следовательно, снижение потери веса защищенных образцов снова составляет более 82% для обоих металлических образцов. В полевых условиях эффективность защиты 82% может оказаться недостаточной для защиты целевой металлической конструкции в течение очень длительного периода времени. Однако в будущем предложенный метод будет оптимизирован, чтобы обеспечить улучшенные характеристики и более высокую эффективность защиты. Кроме того, потеря веса свободно корродирующих образцов, а также защищенных образцов является линейной на протяжении всего периода испытаний.Также важно отметить, что все образцы демонстрируют повторяющееся поведение даже в выходные дни, когда они не взвешиваются и не корректируются во время теста. Также важно отметить, что эти испытания проводятся в очень агрессивной среде (0,6 М раствор NaCl), и небольшое отклонение в отводе тока защиты может привести к отказу всей системы защиты. Однако предлагаемая техника быстро адаптируется к изменениям и эффективно защищает образцы.

5.2. Проверка функционального адаптивного контура

После проверки принципа системы защиты от коррозии на основе тока, последующим подходом является внедрение автоматизированной системы, включая контур обратной связи для корректировки тока защиты от коррозии (). Следует отметить, что измерение статуса коррозии и настройка параметров защиты выполняются каждые 24 часа. В будущем этот интервал регулировки может быть оптимизирован для более стабильной и повторяемой работы.Для проверки адаптивного контура (обратной связи) для предлагаемого ACPS образцы стали A36 в 0,6 М растворе NaCl испытываются в течение 15 дней.

Потеря веса свободно корродирующего и защищенного образца измеряется каждые 24 часа и наносится на график (см. Рисунок 7).


Подобно предыдущему эксперименту с металлической шайбой и стальным образцом A36 (Рисунки 6 (a) и 6 (b)), адаптивная петлевая защита от коррозии (Рисунок 7) работает успешно и защищает образец металла A36 с использованием автоматизированная система измерения и извлечения, описанная в предыдущем экспериментальном разделе.Потеря веса защищенного образца и свободно корродирующего образца через 15 дней составляет 0,01 г и 0,0574 г соответственно. Следовательно, эффективность защиты (ингибирования) для адаптивно защищенного образца составляет 87%, что лучше результатов, полученных в экспериментальной системе вручную в предыдущем разделе. Эти результаты ясно показывают, что адаптивная обратная связь предлагаемой ACPS обеспечивает эффективную защиту от коррозии.

5.3. Характеристики ACPS в различных коррозионных средах

В предыдущем подразделе обсуждались функции адаптивного контура обратной связи для активной защиты металла от коррозии.Для дальнейшей проверки предложенного принципа и ACPS образцы стали A36 испытываются с различными коррозионными средами, как упоминалось ранее. Отдельные результаты для различных агрессивных сред и сравнительная таблица коррозионных сред, испытанных в нашей лаборатории, показаны на рис. 8.

Из графиков различных коррозионных сред в течение примерно двух недель (см. Рис. 8) это ясно видно. что вес свободно корродирующего металла линейно уменьшается, что ясно показывает деградацию образца стали А36 во всех агрессивных средах.Однако потеря веса и, следовательно, деградация металла отсутствуют или минимальны для металлических образцов, защищенных с помощью предлагаемого ACPS. Потеря веса за день для свободно корродирующих и защищенных ACPS металлических образцов с различными коррозионными средами также сведена в таблицу (см. Таблицу 3) и представлена ​​в виде столбчатой ​​диаграммы (см. Рисунок 8 (e)).

свободно корродирующий 0,00752

Коррозионная среда Средняя потеря веса в день Эффективность защиты (ингибирования) () Увеличенная продолжительность жизни
ACC

0.6 M раствор NaCl 0,00560 0,00071 87% 7,89
Водный раствор раковины 0,00784 0,00051 93% 15.37 0,00004 99% 188,00
Слой влажного грунта 0,00602 −0,00063 100% -
9018 Слой сухого песка0003 0,00002 40% 2,50

Средняя потеря веса за сутки свободно корродирующих металлических образцов в растворе NaCl, растворе стоковой воды, растворе гуминовой кислоты, влажный слой почвы и слой сухого песка составляют 0,00560 г, 0,00784 г, 0,00752 г, 0,00602 г и 0,00003 г, соответственно. С другой стороны, средняя дневная потеря веса образцов, защищенных ACPS, в растворе NaCl, растворе стоковой воды, растворе гуминовой кислоты, влажном слое почвы и сухом слое песка составляет 0.00071 г, 0,00051 г, 0,00004 г, -0,00063 г и 0,00002 г соответственно. Результирующая эффективность защиты (ингибирования) и увеличение ожидаемого срока службы целевого металла приведены в таблице 3.

Как видно из таблицы 3 и рисунка 8, образец с защитой ACPS во влажном слое почвы немного набирает вес во время эксперимент. Это может быть связано с наличием в садовой почве частиц или минеральных отложений, которые прилипают к металлическому образцу во время испытания. Однако свободно корродирующий образец в той же среде (влажная почва) линейно теряет вес в течение экспериментального периода.Судя по экспериментальным данным, сухой песчаный слой показал минимальную потерю веса даже со свободно корродирующим образцом по сравнению с другими коррозионно-активными средами, что вполне ожидаемо, поскольку сухой песок представляет собой слабокоррозионную среду. Общая потеря веса свободно корродирующего образца в песчаном слое примерно на два порядка меньше, чем у других тестируемых агрессивных сред. Кроме того, потеря веса для этих образцов находится в пределах разрешающей способности весов, и, следовательно, данные о потере веса очень чувствительны к ошибкам и неправильной эффективности защиты (ингибирования).Однако предлагаемый ACPS снижает деградацию металла на 40%. Поведение разложения металла в других известных лабораторных средах (раствор NaCl, раствор гуминовой кислоты и водный раствор стоков) показывает значительное улучшение с системой защиты ACPS, которая снижает деградацию металла с 87% до 99%, что представляет собой точную производительность Предлагаемая система. Также важно отметить, что эффективность защиты (ингибирования) может быть улучшена еще больше с помощью частых корректировок по сравнению с 24 часами, используемыми в нашем исследовании.

Таким образом, предлагаемая система ACPS эффективно снижает деградацию металла в различных агрессивных средах. Предлагаемая система также тестируется с использованием различных металлов (рис. 6) для проверки функциональности и повторяемости ACPS с питанием от источника тока. В будущем еще лучшая точность и повышение производительности могут быть достигнуты за счет тщательной инженерной реализации и программного управления.

6. Выводы

Представлен метод катодной защиты наложенным током (ICCP), использующий подход, основанный на токе, в отличие от традиционного подхода, основанного на потенциале, который представляет собой использование источника с управляемым током над источником, управляемым напряжением. .

Чтобы определить и рассчитать оптимальную мощность и, следовательно, эффективный ток защиты (), получают тафелевский график целевого металла (например, образца металла A36). Ток защиты от графика Тафеля извлекается и используется для защиты общей аппаратной шайбы и стального образца A36. При использовании системы защиты шайба и образец стали A36 показывают эффективность защиты (ингибирования) для целевых металлов 83% и 82%.

Для дальнейшей оптимизации извлечения параметров защиты экспериментальная автоматизированная система реализована с использованием LabVIEW VI на персональном компьютере (ПК).Автоматизированная адаптивная петля испытана на образцах стали А36 в 0,6 М растворе NaCl, эффективность защиты (ингибирования) составляет 87%.

ACPS также прошел валидацию в различных агрессивных средах, таких как водный раствор раковины, раствор гуминовой кислоты 50 мг / л, влажный слой почвы и сухой слой песка. Эффективность защиты (ингибирования) ACPS для целевого металла составляет 93%, 99%, 110% и 40% в сточной воде, гуминовой кислоте, влажном слое почвы и сухом слое песка, соответственно. Следовательно, срок службы целевого металла увеличивается на 7.89 раз, 15,37 раз, 188 раз и 2,5 раза для воды в раковине, гуминовой кислоты, слоя влажной почвы и слоя сухого песка, соответственно.

Таким образом, традиционная катодная защита применяет фиксированный потенциал к целевому образцу. Если условия окружающей среды или защиты образца изменятся, образец будет недостаточно или слишком защищен, что может быть вредным. Новый подход, основанный на ACPS, регулирует приложенный катодный потенциал регулярно, регулируя постоянный ток (), что может обеспечить наилучшую защиту образца.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Благодарности

Авторы благодарны Mitacs, Канадской программе научных кафедр и Совету естественных и технических исследований за их финансовую поддержку в проведении этой экспериментальной работы в Университете Саймона Фрейзера в Бернаби, Британская Колумбия.

Борьба с коррозией и защита крепежных деталей

Если вы думали, что коррозия - это просто неприглядные пятна красного оксида - ржавчины, - которые поражают сталь и изделия из железа в прибрежных районах и на море, подумайте еще раз.Коррозия присутствует повсюду и может возникнуть даже в самых засушливых странах, не имеющих выхода к морю. Это также случай, когда профилактика лучше, чем лечение, поскольку коррозию можно отсрочить, но ее нельзя предотвратить.

Любые металлические изделия, особенно изготовленные из железа или стали, со временем ржавеют и разрушаются при контакте с кислородом и водой.

Существует два типа реакции во время коррозии: окисление, при котором электроны покидают металл, и металл подвергается коррозии, и восстановление, при котором электроны превращают воду или кислород в гидроксиды.Ржавчина образуется при соединении гидроксида и ионов двухвалентного железа. По мере коррозии металла его поверхность изменяется, а в черных металлах ржавчина распространяется по всей поверхности металла.

Прибрежные и морские установки ржавеют быстрее, чем другие области применения, из-за воздействия соленой воды, которая имеет нейтральный или слабокислый pH. Продукты, расположенные близко к берегу, подвержены атмосферной солености, а также приливным брызгам соленой воды, которые оставляют поверхностный осадок. Уровни соли в атмосфере также тем выше, чем ближе вы подходите к экватору.

Однако коррозия не ограничивается воздействием соленой воды. Чистящие средства, высокая влажность и «грязная» среда, например сточные воды и горнодобывающая промышленность, усугубляют процесс коррозии. Среды химических процессов, богатые углекислым газом, также плохо воздействуют на металлы.

Ева Коронадо - руководитель лаборатории коррозии в компании Element Materials Technology в Хьюстоне, штат Техас.

«Коррозия - это естественное явление, которое возникает при определенной влажности, температуре и атмосферных условиях; его нельзя избежать, его можно только смягчить », - объясняет она . «Коррозия ослабляет изделия, влияя на их функции и целостность. Помимо высокой экономической стоимости, коррозия влияет на безопасность и ухудшает эстетический вид продукта ».

Бывший президент NACE International, Общества коррозии - крупнейшего в мире авторитета в области коррозии, насчитывающего 30 000 членов по всему миру, - Кевин Гаррити провел большую часть своей 38-летней карьеры в области инженерии коррозии. «Я начинал как инженер-электрик, но был заинтригован тем фактом, что коррозия затрагивает множество различных аспектов инженерии - напряжение, электрические компоненты, химические и биологические реакции.”

Коррозия, подчеркивает он, является проблемой с тех пор, как человек начал использовать сталь в приложениях.

Так как же избежать коррозии? Ответ прост: вы не можете. Лучшая форма `` защиты '' - это учитывать влияние коррозии с момента начала проектирования продукта, чтобы используемые материалы были максимально устойчивы к коррозии для того приложения, для которого он будет использоваться, и окружающей среды, в которой продукт будет работать. И, что наиболее важно, вы должны убедиться, что используемые металлы не ускоряют процесс коррозии, реагируя друг на друга - более известная как гальваническая теория, которая родилась, когда гуру электрохимии сэр Хэмфри Дэви разгадал тайну гальванических токов.

Согласно теории гальваники, инженеры и производители должны размещать материалы и изделия таким образом, чтобы ограничить возникновение гальванической коррозии. Например, если вы хотите соединить сплавы меди и нержавеющей стали, необходимо защитное покрытие для уменьшения коррозии. Не следует сочетать алюминиевые сплавы и медь, особенно там, где из-за солености окружающей среды более высокий pH. Кроме того, всегда помните, что разница между потенциалами электродов зависит от среды, в которой находится приложение или продукт.

Незнание о гальванических реакциях может иметь разрушительные финансовые последствия и последствия для безопасности, запятнав имидж компании. Нефтеперерабатывающий завод в США потерпел серьезную аварию из-за щелочного растрескивания, вызванного коррозией, что повлекло за собой расходы в размере около 500 миллионов долларов США.

Гаррити видел немало нежелательных гальванических реакций за свою карьеру в NACE. Вспоминается один инцидент на американской атомной электростанции. «Системы медного заземления на заводе, предназначенные для защиты персонала и оборудования в случае сбоя в электроснабжении, были подключены к системам водопровода на основе трития, создавая реакцию, подобную батарее.Из-за реакции между медью и тритием трубопровод в конечном итоге подвергнется коррозии до меди, что приведет к утечкам и риску утечки радиоактивного материала с низким уровнем активности ».

Существует несколько «норм» для замедления коррозии продукта или применения: выбирайте материалы с аналогичным электродным потенциалом; использовать специальную краску или покрытие для создания защитного барьера; использовать расходуемые аноды для защиты основного продукта; или подайте ток для компенсации гальванических реакций.

Тип используемой защиты от коррозии зависит от рассматриваемого металла, области применения, окружающей среды, в которой он будет использоваться, и того, сколько денег компания готова потратить.

Хотя покрытия являются стандартной и самой дешевой формой защиты от коррозии, они не являются надежными. Использование покрытия, которое может быть устойчивым к коррозии для морской среды, может, например, не быть устойчивым к обезжиривающим растворам.

Экологичность антикоррозионных покрытий также широко обсуждается, особенно в автомобильной промышленности. Некоторые утверждают, что лучше использовать жесткий метод защиты от коррозии, применяемый в замкнутой среде, поскольку продукт прослужит в три раза дольше, чем тот, который имеет более экологически чистое покрытие, но чьи части необходимо будет заменять три раза во время эксплуатации продукта. жизненный цикл.

Другой формой защиты от гальванических реакций является введение расходуемого или гальванического анодного металла, такого как магниевые, алюминиевые или цинковые блоки, стержни, пластины или экструдированная лента, для защиты металлической конструкции или приложения. Он работает как катодный протектор, поглощая реакцию окисления, чтобы предотвратить его повреждение основной части конструкции. Чтобы это произошло, между анодом и металлом должен существовать путь электронов - например, проволока или прямой контакт.Также должен существовать ионный путь между окислителем, таким как вода или влажная почва, и анодом для образования замкнутого контура.

Магний, алюминий и цинк - наиболее часто используемые гальванические аноды. Хотя легкий алюминий является обычным выбором для морской воды и морских применений, таких как корпуса судов, морские трубопроводы и резервуары для хранения, он не является надежным во взрывоопасной среде, поскольку он может реагировать с искрами при контакте с ржавой поверхностью. С другой стороны, магний является анодом с самым отрицательным электрическим потенциалом и часто используется для подземных и почвенных применений.

Многие случаи коррозии можно было бы избежать, если бы при проектировании или разработке продукта были приняты соответствующие меры. «Каждый год в NACE мы обучаем около 12 000 инженеров в области коррозии. Однако в мире, вероятно, более 3,5 миллионов инженеров, так что существует большой разрыв », - говорит он.

Однако, по словам Гаррити, компании и организации начинают осознавать, что вложения в защиту от коррозии могут быть более дорогостоящими вначале, но позволяют сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Для расчета рентабельности инвестиций он рекомендует создать матрицу рисков. «Расставьте приоритеты в потенциальных рисках коррозии на основе критичности конструкции или сооружения и с этой точки зрения двигайтесь вниз по списку к нижним».

Болты могут быть небольшими компонентами в процессе строительства, но их также необходимо проектировать с осторожностью. Если болт подвергнется коррозии, существует опасность того, что более крупная конструкция или изделие развалится.

«Крепежные детали, как неотъемлемая часть современной жизни, должны быть надежными», - заявляет Коронадо в . «Коррозия крепежа приводит не только к потере металла и возможному выходу из строя, но и в случае высокопрочных крепежей к растрескиванию и внезапному разрушению. Использование коррозионно-стойких крепежных изделий не всегда практично, поэтому для их защиты используются другие методы уменьшения коррозии, такие как покрытия ».

Цинковые чешуйчатые покрытия, такие как Delta Protekt® или Delta-Tone®, в настоящее время являются наиболее популярной защитой для стальных болтов и шайб. Такие покрытия наносятся как краска, а затем запекаются, чтобы создать барьер; если добавлено больше слоев, покрытие также действует как антифрикционное покрытие.Другие варианты включают тефлоновые покрытия и горячее цинкование.

По словам Франца Райманна, менеджера по обслуживанию в Nord-Lock, выбор подходящего материала и защиты от коррозии для болта имеет решающее значение. «Заказчики часто не понимают, почему мы задаем им так много вопросов о материалах, которые они используют, и об окружающей среде, в которой будет использоваться продукт. Но мы должны знать все эти детали, если мы хотим поставить правильные болты», - говорит он. .

Он имеет в виду морскую платформу массой 4000 тонн, которая подвешена на четырех опорах и удерживается вместе 16 гигантскими болтами. «Если эти болты разъедут, все на платформе окажутся в Северном море».

«Стратегические болты необходимо регулярно проверять на предмет коррозии. Если в болте обнаруживается коррозия, в зависимости от серьезности ситуации, его снимают и очищают, проверяют на наличие трещин и повторно покрывают или заменяют весь болт ».

Как спроектировать против коррозии

  • Анализировать агрессивную среду и требования.
  • Выбирайте материалы с достаточной коррозионной стойкостью (и аналогичным гальваническим потенциалом).
  • Избегайте геометрических форм, которые собирают воду и грязь, создают концентраторы напряжения, вызывают эрозию и т. Д.
  • Выберите подходящий метод защиты от коррозии (поверхностные покрытия, расходуемые аноды, постоянный ток и т. Д.).
  • Определите требования: например, испытание на коррозию в солевом тумане ISO 9227, испытание на электрохимическую коррозию ASTM G48 для нержавеющей стали, классы коррозии ISO 12944 для окружающей среды.

Классификация агрессивных сред

ISO 12944 Удар Интерьер Внешний вид
C1 Очень низкий Отапливаемые здания с чистым воздухом, такие как офисы, магазины, школы, гостиницы и т. Д. Нет
C2 Низкий Неотапливаемые здания, в которых может образовываться конденсат, например склады и спортивные залы. Атмосфера с низким уровнем загрязнения. Например, сельская среда.
C3 Средний Здания, используемые для производства с высокой атмосферной влажностью и некоторым загрязнением воздуха, например, производство продуктов питания, пивоварни, молочные заводы и прачечные.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *