Corrosió i erosió dels metalls: causes i mètodes de protecció

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Les influències externes químiques, mecàniques i elèctriques sovint es produeixen en entorns operatius de productes metàl·lics. Com a resultat, amb un manteniment inadequat d'aquests elements, a més d'ignorar les normes de seguretat, pot haver-hi riscos de deformació i danys a les estructures i peces. Això es deu als processos emergents de corrosió i erosió dels metalls, que a llarg termini contribueixen a la destrucció completa de l'estructura del producte.

Per què apareix l'òxid

En una reacció corrosiva, les condicions per a la destrucció estructural dels productes metàl·lics es creen pel contacte amb mitjans químics i electroquímics. En el primer cas, el material entra en contacte amb productes petroliers, carbó, sal i altres minerals. El corrent elèctric no està implicat en aquest cas. El medi de funcionament principal pot ser un gas sec o un líquid no conductor. Les varietats lleugeres tenen l'efecte destructiu més gran.productes derivats del petroli com el querosè i la gasolina. En particular, el casc d'un vaixell cisterna de transport marí pot veure's afectat pels compostos de sofre i els residus àcids presents en la seva composició.

A la corrosió electroquímica, també hi ha un efecte del corrent. La destrucció complexa amb l'erosió del metall anirà acompanyada d'un desgast mecànic. La situació es pot complicar pel fet que les pròpies influències externes estaran determinades per les característiques del medi natural; per exemple, les reaccions químiques amb electròlits poden tenir lloc a l'aigua de mar. El propi cos metàl·lic és un material heterogeni en l'estructura, el que condueix a la presència de parells microgalvànics. Són ells, juntament amb les seccions metàl·liques de l'estructura, els que actuen com a ànodes, creant les condicions per al procés de corrosió.

Causes de l'erosió

En termes generals, l'erosió fa referència al desgast mecànic, com a conseqüència del qual el producte pot canviar de mida, forma, pes i altres característiques. Quina és la causa de l'erosió del metall? Processos físics d'influència externa que redueixen la resistència dels microvolums de la capa superficial d'una estructura o part separada. A més, els mitjans d'actuació no són només factors mecànics, com ara el contacte directe amb abrasius durs.

Aquests poden ser medis actius tèrmics, de gas i químics, i poden actuar de manera independent i com a complement addicionalfactor de desgast. Per exemple, els fluxos de gas contribueixen al moviment de partícules sòlides al circuit per al lliurament de mescles de treball a través de la canonada, la qual cosa té un efecte destructiu indirecte sobre les superfícies metàl·liques.

Mètodes per protegir els metalls de la corrosió

La pràctica demostra que el 80% de les condicions per protegir els materials de la corrosió s'estableixen en l'etapa de preparació de la superfície. El 20% restant ja es proporciona durant el funcionament. Aproximadament la mateixa proporció de l'eficàcia de les mesures de protecció s'observa en l'erosió dels metalls, quan s'utilitzen els mitjans per minimitzar el desgast de les peces.

Les principals àrees de protecció anticorrosió inclouen estructural, passiu i actiu. La protecció estructural es deu a l'ús d'aliatges especials basats en acer inoxidable, acer Corten i metalls no fèrrics. Els mètodes actius impliquen canviar l'estructura del material amb una doble capa elèctrica, un mètode de protecció electroquímica. Pel que fa als mètodes passius, impliquen l'ús de recobriments especials que eviten la formació d'elements corrosius.

Varietats de tractament tèrmic de metalls

Conjunt de mètodes per al processament tecnològic de bruts metàl·lics, que també se centra en un canvi estructural de la capa superficial per protegir-se dels danys per corrosió. Es distingeixen els següents tipus de processament:

• Recuit. Tractament tèrmic, en què s'escalfa el metall, seguit d'un refredament gradual.
• Enduriment. ATels acers i els seus aliatges poden servir com a productes objectiu. Durant l'enduriment, l'estructura es recristal·litza i, després de mantenir el material a una temperatura crítica, segueix el refredament. Es forma una estructura no equilibrada en una peça que ha patit aquest processament, fet que és un factor limitant a l'hora d'escollir aquest mètode.
• Vacances. Un mètode alternatiu de tractament tèrmic del metall en relació a l'enduriment, que també pot actuar com a pas auxiliar en el canvi d'estructura. En qualsevol cas, durant la seva implantació s'eliminen les tensions excessives de l'acer, la qual cosa comporta un augment de les qualitats anticorrosives.
• Normalització. Processament similar al recuit. La diferència és que durant el recuit, el refredament té lloc en un forn, mentre que durant la normalització, té lloc a l'aire.

Mètodes per protegir els metalls de l'erosió

La direcció principal en la protecció dels materials metàl·lics de l'erosió és el desenvolupament de recobriments especials. En particular, la metal·lització en forma d'aplicació d'un aliatge anticorrosió a la peça augmenta les qualitats químiques i mecàniques de l'estructura. Com a resultat, el desgast es redueix i el disseny de la peça pot mantenir el seu rendiment anterior.

També s'estan desenvolupant recobriments resistents al desgast no metàl·lics per a aplicacions específiques. Per exemple, l'erosió dels metalls, formada en condicions de fregament de superfícies, es troba sovint a les peces del vehicle. Per a aquest tipus de protecció, s'utilitzen compostos semblants al diamant, ceràmics i combinats amb major resistència i duresa.

Característiquesprotecció contra l'erosió del gas

En aquest cas, l'èmfasi no està en la protecció mecànica de les peces, sinó en l'aïllament químic-físic. Es poden utilitzar tant modes especials de conservació i emmagatzematge de materials, com lubricants especials que eviten l'erosió del metall. La protecció i la prevenció del desgast també depenen de l'aïllament tèrmic.

En aquesta direcció s'utilitzen materials com el crom pur i la nairita de la marca NT. El desavantatge del crom és que es caracteritza per una manca de duresa i ductilitat. Per aquest motiu, rarament s'utilitza com a element d'aïllament estructural. Pel que fa a la nairita, a partir d'aquesta es fan mescles líquides de goma, a través de les quals es formen segells monolítics resistents al desgast.

Mètode de protecció per polvorització tèrmica

Aquesta és una tecnologia de protecció versàtil que és adequada tant per a la prevenció de la corrosió com per a l'aïllament del desgast mecànic. La tècnica de la seva aplicació rau en el fet que les partícules de zinc s'apliquen a la superfície de la peça amb un raig de gas. A diferència d' altres mètodes de metal·lització, aquest mètode forma una capa protectora de fins a desenes de micres de gruix. Així, s'eviten els processos d'erosió que es produeixen als nodes dels equips d'enginyeria, així com a les xarxes de transport i els principals oleoductes.

Conclusió

Els processos d'impacte negatiu en les estructures metàl·liques obliguen les empreses operadores a gastargrans quantitats per al seu manteniment. Al mateix temps, els mitjans de protecció més eficaços, per regla general, són més cars. D' altra banda, els estudis preliminars de les condicions d'ús dels productes pels riscos de formació d'òxid o erosió dels metalls poden minimitzar aquests costos. El fet és que moltes propietats tècniques i protectores de les estructures crítiques s'estableixen en l'etapa de selecció d'aliatges. Mitjançant l'aliatge i la introducció d'additius modificadors en l'etapa de fabricació de la peça, és possible dotar-la de qualitats protectores òptimes.