Коррозия — это разрушение металлов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с агрессивной средой (кислородом воздуха или водой), а также растворенным в ней кислородом.
Разрушение металла с помощью контактных токов, протекающих между двумя или несколькими соприкасающимися металлическими изделиями с различными электрохимическими потенциалами, называется контактной коррозией. Физический смысл этой коррозии — один металл с меньшим электродным потенциалом начинает функционировать в качестве анода и усиленно разрушается, а другой выполняет функцию катода. Для уменьшения контактной коррозии важен правильный выбор контактирующих металлов (табл. 7.6).
Самым надежным защитным материалом против контактной коррозии являются изоляционные покрытия, прокладки, втулки, пластмассы, полимерные пленки, герметики и резина. Действие контактной коррозии можно понизить введением в коррозионную среду ингибиторов коррозии (например, бихромата калия, который снижает контактный ток примерно в 10 раз, нитрата натрия).
Эффективным средством борьбы с контактной коррозией является электрохимическая защита (в контактную пару подключают более эффективный анод, который выполняет роль анода первым и подвергается разрушению, а основная пара работает без разрушения), цинковые или магниевые протекторы (особенно для деталей, находящихся в морской воде). Протектор устанавливают с тщательной зачисткой его самого и места установки. Протектор заменяют при изнашивании примерно на 50 %. В балластных водяных цистернах рекомендуется устанавливать цинковые протекторы. Общая необходимая масса протекторов, кг (за исключением массы арматуры), т = 0,0876 АВIL/C, где А — площадь всех поверхностей, защищаемых от коррозии, включая элементы насыщения, м2; В — коэффициент, учитывающий степень балластировки, % (для балластных цистерн равен 50, для других— 30); I — проектная плотность тока, мА/м2 (для балластных цистерн равна 80, для остальных — 90); L — срок годности протектора, годы; С — эффективная электрическая емкость протектора, А·ч/кг (для цинковых протекторов она равна 780, алюминиевых — 2300, магниевых — 1320).
Фретинг-коррозией называется механическое разрушение при периодических микроскопических смещениях (порядка 10-6 мм) плотно прижатых друг к другу поверхностей. Продукты разрушения и их окислы (более прочные, чем основной металл) из мест разрушения не удаляются — это значительно интенсифицирует разрушение со временем.
Питтинговая коррозия — разрушение металла под действием химических процессов в электролите. Поверхности металла делятся на анодные и катодные участки: множество мельчайших анодов располагается на поле одного большого катода. Анод разрушается, образуя отдельные лунки или точки углубления.
Основными способами защиты металлов от коррозии являются добавка в металл компонентов, стойких против коррозии, а также применение ингибиторов, металлических и неметаллических покрытий (цинком, никелем, хромом, лакокрасочными смазочными маслами, жирами др.), пассивирование металлов (поверхностное окисление металла с помощью химической или электрохимической обработки в соответствующем растворе).
В качестве ингибиторов атмосферной коррозии для черных металлов вводят в упаковочные материалы нитрит дициклогексиламмонид, карбонат циклогексиламмония и др. Для защиты ТА и трущихся деталей в топливо и смазочное масло добавляют окисленные нефтепродукты, нитрованные масла, сульфонаты, амины, нитриты и другие антикоррозионные присадки.
Материал протекторов — сплавы на основе магния (МП 1), алюминия (АП2, АПЗ, АП4) и цинка (ЦП1, ЦП2), обладающие высокими и в то же время стабильными электрохимическими показателями (табл. 7.7).
Защитный потенциал всех судостроительных материалов находится в интервале от —200 до —1000 мВ и может быть обеспечен путем выбора соответствующего материала протектора.
Для металлов, имеющих защитный потенциал в интервале от —200 до —400 мВ, целесообразны протекторы из сплава АП2.
Конструкции из алюминиевых сплавов имеют защитный потенциал, не превышающий —1000 мВ (как правило, от —700 до —800 мВ). В связи с этим для подавления коррозии рекомендуются применять сплавы МП1 и АП4. Для низколегированных сталей корпусных конструкций оптимальный защитный потенциал от —550 до —650 мВ достигается использованием сплава АП3. Необходимо отметить, что при прочих равных условиях предпочтение должно быть отдано протекторным сплавам на основе алюминия.
Значительно повысить надежность трубопроводных элементов (например, тройников) можно, ограничив среднерасходные скорости потока некоторыми предельно допустимыми значениями (рис. 7.10, табл. 7.8).
|