Главное меню

Судовые двигатели

Протекторная защита металлов

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).