Защита от коррозии металлов в морской воде

Морская вода

Коррозию металлов в морской воде можно классифицировать по зонам: в надводной зоне (атмосферная), в зоне периодического смачивания, в зоне прилива и отлива, в подводной зоне и морском грунте.
Данные о скорости коррозии малоуглеродистой стали в этих зонах [16] приведены на рис. 3.1. Коррозия в надводной зоне протекает по механизму атмосферной коррозии в присутствии хлоридов и других солей. В зоне периодического смачивания наблюдается максимальная скорость коррозии, она протекает в постоянно возобновляющейся пленке воды, благодаря чему увеличивается подвод кислорода к металлу, и, следовательно, облегчается протекание катодного процесса.

Увеличению скорости коррозии в этой зоне способствует и механическое действие волн, которое обусловливает образование рыхлых легко смывающихся продуктов коррозии, не оказывающих защитного действия.
Действие периодического смачивания на металлы зависит от частоты смачивания и вида металла. По экспериментальным данным, при смачивании углеродистой стали 0,5 н. раствором NaCl с частотой 12 раз/ч скорость коррозии возрастает в 40 раз по сравнению со скоростью коррозии, наблюдавшейся при погружении образца стали в этот электролит. Для алюминия и сплава Д16Т действие периодического смачивания много слабее, что связано со способностью этих металлов к пассивации при увеличении подвода кислорода.
В подводной зоне коррозия зависит от глубины, на которой находится конструкция. По данным '[17], даже на больших глубинах в Атлантическом океане кислорода достаточно для протекания коррозионных процессов. В Тихом океане минимальная концентрация кислорода (около 0,2 мг/л) достигается на глубине 700 м. Это связывают с поглощением кислорода при разложении оседающих погибших микроорганизмов, которых значительно больше, чем в Атлантическом океане.

На больших глубинах в Тихом океане подвод кислорода увеличивается благодаря придонным течениям.

Вебинар: Технологии газотермического напыления для защиты от коррозии в морской воде и атмосфере:...

Рис. 3.J. Скорость коррозии малоуглеродистой стали в различных зонах:
Защита от коррозии металлов в морской водеI — морская атмосфера; I! — зона периодического смачивания морской водой; /// — зона прилива и отлива; JV— подводная зона; V — ГруНТ
В морском грунте скорость коррозии зависит от содержания в нем солей. Вследствие слабого подвода кислорода возможно
развитие щелевой коррозии и возникновение пар дифференциальной аэрации.
Агрессивность морской воды определяется общей минерализацией и химическим составом
морской воды. Общая минерализация морской воды колеблется в сравнительно узких пределах, а химический (ионный) состав морской воды довольно постоянен.
Морская вода — это коррозионная среда, обладающая высокой удельной электропроводностью — 2,5—3 См/м. Содержание растворенного кислорода в водах морей различно и обычно колеблется в пределах 7- IO-4—9- IO-4%.
В морской воде или в пленке влаги, содержащей растворенные соли морской воды, коррозионный процесс стали протекает с кислородной деполяризацией.

Узнайте больше информации по теме -   Как красиво покрасить дом снаружи фото по штукатурке

Наряду с первичными процессами электрохимической коррозии возможно протекание вторичных процессов, в результате которых на поверхности металла образуются пленки труднорастворимых продуктов коррозии, например гидроксида железами), который, взаимодействуя с растворенным в воде кислородом, образует еще более труднорастворимый осадок — гидроксид железа (III). Защита от коррозии металлов в морской воде? В результате дальнейших превращений этих соединений образуется ржавчина состава FeO-Fe2O3- •пН20.
Продукты электрохимических процессов взаимодействуют также с ионами Ca2+ и Mg2+ с образованием осадков CaCO3 и Mg(OH)2.
Труднорастворимые продукты коррозии и образующиеся осадки затрудняют диффузию кислорода к стальной поверхности, поэтому коррозия стали и сплавов уменьшается во времени.
Однако в морской воде невозможно, сохранить в пассивном состоянии углеродистые, легированные, конструкционные стали, а также некоторые коррозионностойкие стали из-за присутствия в морской воде значительного количества хлорид- и сульфат-ионов, которые разрушают защитные оксидные пленки и образуют комплексы с ионами железа, активизируя анодный процесс электрохимической коррозии.

С повышением температуры скорость коррозии в морской воде растет, что обусловлено увеличением скорости электрохимической реакции и снижением омического сопротивления электролита, а также интенсификацией конвективных потоков, приводящей к ускорению процессов диффузии растворенного кислорода в воде. Установлено, что повышение температуры электролита с 20 до 40 0C приводит к интенсификации коррозионных процессов примерно в 2 раза. При росте температуры выше 80 °С преобладающее действие начинает оказывать снижение растворимости кислорода в морской воде, в результате чего скорость коррозии начинает уменьшаться.
Повышение температуры приводит к нарушению известково-карбонатного равновесия и образованию накипи, которая вместе с продуктами коррозии затрудняет диффузию кислорода к катодным, участкам. Однако в присутствии большого количества хлорид-ионов осадок на отдельных участках может терять свои защитные свойства, что приводит к развитию язвенной коррозии.
На протекание процесса коррозии оказывает также влияние скорость потока морской воды. Так, с увеличением скорости потока морской воды от 0,35 до I м/с при 60 0C скорость коррозии стали Ст. 3 возрастает с 0,65 до 1,90 г/(м2-ч).

Узнайте больше информации по теме -   Приготовить грунтовку глубокого проникновения своими руками

Наиболее резкое увеличение скорости коррозии наблюдается при изменении потока с ламинарного на турбулентный, когда происходит и кавитационно-эрозионное разрушение.
Скорость коррозии в морской воде может возрасти в десятки раз, если на металле остается окалина, которая является катодом, имеющим более положительный потенциал, чем потенциал основного металла. В случае большой катодной поверхности, покрытой окалиной, и сравнительно малой поверхности анодных участков, свободных от окалины, в местах с удаленной или поврежденной окалиной происходит усиленное растворение металлов.
Высокая электропроводность морской воды создает благоприятные условия для работы макропар в случае контакта двух металлов или сплавов. Обрастание металла водорослями и другими микроорганизмами влияет на протекание коррозии. Так, вследствие затрудненности подвода кислорода к поверхности стали из-за обрастания общая коррозия может уменьшиться, а из-за увеличения мощности пар дифференциальной аэрации под слоем обрастания развивается язвенная коррозия.

Дополнительная информация:

Катодная поляризация, вызванная контактом изделия с металлом, обладающим значительно более отрицательным электродным потенциалом, например, стального изделия с куском цинка. Более электроотрицательный металл в этих условиях подвергается ускоренной коррозии и периодически должен заменяться. Он носит название протектора, а сам способ называется протекторной защитой . Этот способ может применяться в среде с достаточно большой электропроводностью, нацример, в морской воде. [c.9]

На погруженных в воду конструкциях закрепляются или развиваются многие растительные и животные организмы. Это явление называется обрастанием. Микроорганизмы ускоряют разрушение противокоррозионных покрытий.

Защита металла от коррозии в агрессивной воде? Появляются локальные очаги оголенной металлической поверхности, которые провоцируют интенсивное разрушение металла. Основным видом защиты от морской коррозии являются противокоррозионные и противообрастающие лакокрасочные и металлизацион-ные покрытия и электрохимическая защита.

Защита от ржавчины на металле в домашних условиях? Среди лакокрасочных покрытий наиболее эффективны толстослойные покрытия на эпоксидной основе с ограниченным содержанием растворителя или без растворителя.

Способы защиты от коррозии металлов в морской воде заключаются в следующем а) очистке поверхности металла от окалины, ржавчины и покрытии ее лаком, этиленовыми красками, мастикой фенол-формальдегидной, каменноугольной или на битумной основе, применении фосфотирования, цинкования, оксидирования (для алюминия) б) использовании коррозионно-стойких металлов - меди и ее сплавов в) катодной и протекторной защите в комбинации с защитными покрытиями или без них г) применении ультразвуковой защиты совместно с катодной и протекторной защитой д) использовании элект-родренажной защиты. [c.43]

Чтобы понять как защитить швертовой колодец, надо взять марочник сталей и сплавов и увидеть состав сплава Д16 (сплав 1160).
Основными компонентами являются алюминий, Медь, марганец, и магний. Лигатура смещает катодный потенциал в свою сторону. В нашем случае медь несмотря на 4% в сплаве не смещает т.к. имеет очень слабоположительный потенциал (поэтому кстати и не корродирует).

Следовательно стандартный катодный потенциал Д16 можно ожидать в районе минус 1.7-1.9 вольт. При этом есть магний со своими минус 2.36В.

Металлический контакт разнородных металлов в морской воде приводит к усилению коррозии более электроотрицательного металла и снижению (или подавлению) коррозии более положительного металла. Заключение о коррозионном поведении контакта различных металлов можно сделать на основании сопоставления их стационарных потенциалов в данной среде. При неправильном выборе контактирующих металлов и отсутствии средств защиты возникает опасность весьма значительных коррозионных повреждений.

Для нанесения металлов на железо используются различные технологии. Выше был рассмотрен вариант гальванического нанесения методом электролиза. Из солевых растворов наносят цинк, хром, никель, медь и т.д.

К сожалению, такие покрытия имеют небольшую толщину, высокую пористость, их необходимо дополнять обработкой лаками для герметизации пор, производство вредное для окружающей среды и для человека.

Наиболее интенсивно коррозия развивается в области несколько выше ватерлинии, где происходит периодическое смачивание водой. С увеличением глубины погружения коррозия несколько уменьшается, достигая минимума на глубине 1 км. Гидростатическое давление не влияет на коррозию.

Существенно ускоряет коррозию движение воды.

Для защиты стали от морской коррозии первым делом ее поверхность тщательно очищают от прокатной окалины. Для этого используют пескоструйную очистку, либо пламя, или же химическое травление. На обработанную и заранее подготовленную поверхность далее наносят лакокрасочное или металлическое покрытие.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий
Adblock detector