Т. Л. Луканина теоретические основы коррозии санкт−Петербург 2014 127 (035) Радин М. А.; Михайлова И. С. Луканина Т. Л. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. Учебное пособие



Yüklə 483.36 Kb.
səhifə1/22
tarix26.05.2017
ölçüsü483.36 Kb.
növüУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22
М.А. Радин, И.С. Михайлова, Т.Л. Луканина

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОРРОЗИИ

Санкт−Петербург

2014

127 (035)



УДК 620.193.17.
Радин М.А.; Михайлова И.С. Луканина Т.Л. Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. Учебное пособие.− СПб.: СПбГТУРП, 2014. –210 с.

Учебное пособие для студентов технических вузов и факультетов, обучающихся по технологическим специальностям. Может быть полезно для аспирантов, научных и инженерно−технических работников химических предприятий, проектных и исследовательских организаций, занимающихся защитой металлов от коррозии.

Пособие содержит вопросы и задания для контроля знаний, что позволяет студенту самостоятельно изучать предмет.

Даны современные представления о термодинамике и кинетике химической коррозии, механизмах и различных видах электрохимической коррозии с учетом сред и условий, характерных для оборудования химической промышленности. Изложены научные принципы создания коррозионностойких сталей и сплавов повышенной пассивируемости, и способов защиты от коррозии конструкционных материалов.

Рецензенты:
проф. кафедрой СПбГИТМО, хим. факультета, д−р хим. наук, проф. Слободов А.А.;
канд. хим. наук, доц. кафедры органической химии СПбГТУРП Евдокимов А.Н.

ВВЕДЕНИЕ


Коррозией материалов называется самопроизвольное разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Разрушение металлов и сплавов от коррозии отличается от других видов самопроизвольного разрушения, например, от эрозии или изнашивания, которые вызываются механическим взаимодействием с телом или средой.

У большинства металлов и сплавов в условиях их эксплуатации более устойчивым является окисленное (ионное) состояние, в которое они переходят в результате коррозии. Термин «коррозия» происходит от латинского слова «corrodere», что означает «разъедать».

Потери от коррозии принято делить на прямые и косвенные.

К прямым потерям относят:

− стоимость металла, который превращается в продукты коррозии, а также стоимость прокорродировавшего оборудования, вышедшего из строя до исчерпания предусмотренного техническими условиями амортизационного срока. При этом, как правило, стоимость изготовления оборудования намного превышает стоимость металла, из которого оно изготовлено;

− увеличение припусков на коррозию, что приводит не только к увеличению расхода металла, но и к ухудшению конструкции. Например, для трубопровода при одном и том же внешнем диаметре повышенный припуск металла влечет уменьшение полезного сечения, и, следовательно, понижение пропускной способности трубы;

− затраты на защитные мероприятия в виде металлических и неметаллических покрытий, коррозионно−стойких материалов, ингибиторов и др.



Косвенные потери от коррозии вызваны следующими причинами:

− дополнительными расходами на внеплановый ремонт оборудования, вышедшего из строя;

− недопроизводством продукции в результате остановок на ремонт разрушенного коррозией оборудования;

− возможностью аварий, взрывов и пожаров;

− утечкой продукции при образовании в результате коррозии сквозных отверстий в стенках оборудования;

− уменьшением сечения трубопроводов в результате отложения продуктов коррозии, что требует дополнительной затраты энергии для поддержания необходимой мощности потока жидкости;

− снижением качества продукции в результате загрязнения продуктами коррозии.

Наука о коррозии и защите металлов изучает взаимодействие металлов и сплавов с коррозионной средой, устанавливает механизм этого взаимодействия и его общие закономерности. Научной основой для учения о коррозии и защите металлов являются металловедение и физическая химия.

Своей конечной практической целью эта наука имеет защиту от коррозионного разрушения металлов при их обработке и эксплуатации оборудования.

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОРРОЗИИ

1.1. Термодинамика и кинетика коррозионных процессов


Первопричиной коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в различных средах при данных внешних условиях. Принципиальная возможность самопроизвольного протекания процесса коррозии определяется законами термодинамики.

Протекание всякого самопроизвольного процесса сопровождается уменьшением свободной энергии. Оценить возможность самопроизвольного протекания процессов коррозии можно по изменению изобарно-изотермического потенциала ΔG1. Самопроизвольный процесс окисления металла – коррозия – возможен, если ∆G < 0, то есть знак “минус” означает, что изобарно−изотермический потенциал убывает и свободная энергия системы уменьшается. Наоборот, если ∆G > 0, то знак “плюс” у изобрано−изотермического потенциала соответствует увеличению свободной энергии, что указывает на невозможность самопроизвольного протекания этой реакции.

Однако, хотя термодинамика дает возможность определить, насколько изучаемая система отдалена от состояния равновесия и способна к самопроизвольной реакции, это не свидетельствует о скорости данного процесса. Скорость коррозии определяется его кинетикой.

Особенностью коррозионных процессов является их гетерогенный характер. Это связано с тем, что разрушение металла происходит на границе раздела двух фаз, имеющих различное агрегатное состояние, например на границе металл – жидкость, металл – газ. В таких условиях определяющим фактором для кинетики химического взаимодействия является либо скорость протекания химического взаимодействия, либо подвод реагентов из объемов соприкасающихся фаз на границу раздела, где происходит коррозионное взаимодействие, и отвод продуктов реакции в обратном направлении.

В первом случае скорость коррозии определяется кинетическим контролем, во втором – диффузионным. В некоторых случаях скорость коррозии определяется смешанным диффузионно – кинетическим контролем. Для установившегося процесса скорость химической реакции и скорость диффузии равны.

Коррозионный процесс состоит из нескольких стадий, которые могут протекать либо последовательно, либо параллельно. Установившаяся суммарная скорость коррозионного процесса, состоящего из нескольких последовательных стадий, определяется скоростью самой медленной стадии. При параллельном протекании отдельных стадий процесса суммарная скорость коррозии определяется самой быстрой стадией. Поэтому в случае, если одна из стадий протекает значительно быстрее другой, второй стадией можно пренебречь.





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə