Коррозия металла морская вода

ТАРКР «Адмирал Лазарев» после нескольких лет без должного обслуживания. Все основные элементы конструкции покрылись ржавчиной. Фото Forums.airbase.ru Переход от деревянного кораблестроения к металлическому дал известные преимущества, но привел к новым проблемам. Морская вода в виде жидкости и аэрозоля является весьма агрессивной средой, способной повреждать и разрушать металлические детали. Со временем корабли покрываются ржавчиной, с которой необходимо бороться. К счастью, существует и активно применяется несколько основных методов профилактики и избавления от коррозии.

Флотские проблемы

На днях в американских СМИ появились любопытные публикации на тему сохранения и восстановления технической готовности кораблей ВМС США. Несмотря на все успехи кораблестроителей, коррозия остается серьезной проблемой, решение которой обходится в значительные суммы.

По данным прессы, в 2014 г.

на выполнение работ по удалению ржавчины и обработку конструкций ВМС США потратили порядка 3 млрд долларов – примерно четверть от всех расходов на ремонт боевого и вспомогательного состава флота. Отмечается, что от коррозии страдают все корабли и суда, вне зависимости от их конструкции.

Обслуживания требуют как стальные авианосцы водоизмещением в десятки тысяч тонн, так и легкие алюминиевые катера.

Борьба с коррозией осуществляется несколькими способами и во всех условиях. Часть мер принимается при строительстве или доковом ремонте; другие методики можно использовать при мелком ремонте силами экипажа прямо во время похода.

Тем не менее, несмотря на все усилия экипажей и ремонтников, корабли нередко выглядят не самым лучшим образом. Швы, углы, отверстия и другие элементы конструкции достаточно быстро покрываются характерным коричневым налетом, а его удаление на крупных кораблях превращается в непрерывный процесс.

После работ на одном участке приходится переходить к другому, и так без перерывов.Подводная часть десантного корабля USS Makin Island (LHD-8) после штатной эксплуатации. Фото US NavyСледует отметить, что от коррозии страдают все флоты мира, в т.ч. и наш. Фактически на любом корабле – особенно после боевой службы – можно найти ржавые детали и характерные следы на краске. Исключение составляют разве что корабли, готовящиеся к праздничным мероприятиям. Их экипажи принимают все меры технического и эстетического характера.Очевидно, что борьба с ржавчиной составляет существенную часть расходов ВМФ России на обслуживание кораблей. Однако точные цифры такого рода в открытых источниках пока не публиковались. Можно предположить, что доля подобных расходов не слишком отличается от американской практики.

Следует отметить, что от коррозии страдают не только сами корабли. Внешние факторы негативно сказываются на работе и ресурсе корабельных систем, вооружений, палубной авиации и т.д. Во всех случаях необходимо принимать меры по профилактике и борьбе с ржавчиной.

Теория ржавчины

Боевые корабли, как и другие металлические объекты, страдают от коррозии вследствие воздействия внешних факторов. Главным из них является соленая морская вода и ее пары. Также имеются другие факторы, способные приводить к появлению ржавчины, ослаблению и разрушению деталей.В целом принято разделять три типа коррозии.

Более редкой в корабельной практике считается химическая коррозия, обусловленная воздействием на металл некоторых веществ в диэлектрической атмосфере. Более частой является электрохимическая коррозия, при которой металл разрушается под воздействием различных химических веществ и электрических токов разной природы.

Последние могут появляться из-за утечек в корабельных сетях (электрическая коррозия) или образовываться за счет взаимодействия металлов и других веществ (электрохимическая).Разведывательное судно ВМС США USS Pueblo (AGER-2) в северокорейском порту, 2012 г. 44 года без ремонта плохо сказались на конструкции. Позже судно отремонтировали и отправили в музей. Фото Usspueblo.orgОчаги ржавчины бывают поверхностными, подповерхностными и межкристаллитными. Повреждения на поверхности видны сразу, а подповерхностные приводят к вспучиванию металла, что тоже упрощает обнаружение. Межкристаллитная коррозия, поражающая грани кристаллов материала, не имеет внешних проявлений и является наиболее опасной.На ранних стадиях коррозия приводит к появлению коричневых пятен и неэстетичных потеков. Затем повреждение металла начинает сказываться на прочности конструкции. Если вовремя не принять меры, следует ожидать появление глубоких повреждений или даже сквозных отверстий в металле – в зависимости от его толщины. Нагруженные детали, теряя прочность, могут разрушиться с самыми серьезными последствиями.

Профилактика проблем

Известны и применяются несколько основных способов защиты корабля от ржавчины. Они постоянно совершенствуются, но базовые принципы в целом остаются неизменными.Радикальное решение проблемы – применение неметаллических материалов или сплавов, слабо подверженных коррозии.

Дерево, пластики и композиционные материалы разных видов не ржавеют – хотя и подвержены другим рискам при длительном воздействии соленой воды. Алюминиевые конструкции тоже не защищены от негативного воздействия среды, но являются более стойкими к коррозии в сравнении с основными сортами стали.

При использовании материалов, подверженных коррозии, используются несколько основных методик защиты – как отдельно, так и в различных сочетаниях. Защита может быть механической, химической, электрохимической и электрической, и выполняется при помощи разных средств.Экипаж авианосца USS John F. Kennedy (CV-67) избавляется от коррозии, 2003 г. Фото US NavyЗащита от электрической коррозии осуществляется путем правильного построения электросистем корабля, исключающего утечки на корпус. Также необходимо обеспечить изоляцию корпуса, не допускающую контакт металла с водой. Электрохимическая защита основывается на идее изменения хода реакции при помощи специальных средств. Примером этого является защита при помощи цинка – покрытия или брусков на внешней поверхности стальных деталей. Под воздействием соленой воды цинк разрушается, но сталь остается целой.Механическая и химическая защита предусматривают нанесение лакокрасочных покрытий или создание оксидных пленок на поверхности металла тем или иным способом. В этом случае предотвращается контакт металла с водой и, как следствие, образование ржавчины.

Активная борьба

Полностью и гарантировано предотвратить образование ржавчины невозможно, и потому регулярно приходится бороться с уже имеющимися повреждениями конструкции. Подобный ремонт может быть как простым, так и достаточно сложным – в зависимости от размеров и глубины поврежденных участков.

При обнаружении очага ржавчины требуется зачистить деталь до неповрежденного металла, а затем обработать защитным составом и нанести штатное лакокрасочное покрытие. Во время похода эти задачи могут решаться при помощи ручного инструмента, а в доках применяется более сложное оборудование.

Следует отметить, что избавление от коррозии является не только непростым, но и недешевым делом. По известным данным, ВМС США для обработки зачищенных поверхностей сейчас применяет двухкомпонентный защитный состав Ameron PSX-700. Галлон такой смеси стоит порядка 250 долл. и его теоретически хватает на 27 кв.м. поверхности.

При этом PSX-700 считается не только эффективным, но и одним из самых дешевых средств своего класса.Самолеты морской авиации тоже нуждаются в обслуживании. Ремонтник осматривает внутренности планера EA-6И Prowler. Фото NARAВоенно-морские силы других стран применяют иные покрытия и составы того же назначения с отличающейся стоимостью и иным удельным расходом. Однако принципы ремонта не изменяются: удаление ржавчины, нанесение защиты, покраска.

Борьба без конца

Коррозия и разрушение металлических конструкций является серьезнейшей проблемой, требующей постоянного внимания на всех уровнях. По разным оценкам, ржавчина ежегодно уничтожает в мире эквивалент 10-15 проц. общего годового производства стали, а на борьбу с ней развитым странам приходится тратить до нескольких процентов ВВП.

Вместе с прочими структурами от коррозии страдают военно-морские силы разных стран. На разных стадиях проектирования, строительства и эксплуатации кораблей принимаются все необходимые меры, но полностью исключить повреждение металлических конструкцией не получается. И характерные потеки на поверхности кораблей оказываются далеко не самой большой проблемой.

К сожалению, все существующие меры позволяют лишь сократить вероятность повреждения кораблей от коррозии, а также уменьшить ее негативные последствия – но не полностью исключить. Кардинальное решение проблемы может быть связано с отказом от металлов в кораблестроении, но при нынешнем развитии технологий это попросту невозможно.

Поэтому борьба с ржавчиной будет продолжаться.

Рябов Кирилл

Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Военное обозрениев Яндекс Новостях

Военное обозрениев Яндекс Дзен

118 комментариев

Объявление

Подписывайтесь на наш Телеграм-канал, регулярно дополнительные сведения о спецоперации на Украине, большое количество информации, видеоролики, то что не попадает на сайт: https://t.me/topwar_official

Информация

Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо авторизоваться.

Металлы в морской среде | Интернет-магазин Крепком

Если крепеж планируется использовать в агрессивной среде, к нему предъявляются особые требования. Главное, он не должен ржаветь и вызывать коррозию тех элементов, которые он крепит. Морская среда может вызвать два вида коррозии.

Гальваническая коррозия

Она возникает тогда, когда два разных металла контактируют друг с другом, будучи погруженные в электролит. Отличным электролитом выступает (увы!) соленая вода. Причем, одни сплавы в присутствии других корродируют быстрее, поэтому некоторые виды металлов недопустимо применять в паре.

Например, оцинкованным болтом не рекомендуется соединять детали из нержавейки, а латунные элементы недопустимо крепить алюминиевой заклепкой. Ориентируясь на таблицу, вы сможете сами определить, какой крепеж можно применить для каких деталей.

Химическая коррозия

Ее возникновение спровоцировано химическим взаимодействием с внешней агрессивной средой (в данном случае с морской водой или влажным воздухом). Соли усиливают и ускоряют процесс коррозии. Они препятствуют появлению на металлической поверхности оксидных пленок, дающих защитный эффект.

Последствия морской коррозии могут быть катастрофическими, поэтому важно правильно подобрать металл крепежных элементов и защитное покрытие. При этом нельзя забывать о том, что нержавеющая сталь тоже уязвима.

Нержавеющая сталь

В условиях морской среды оксидный слой на ее поверхности быстро разрушается, а при недостаточном доступе кислорода не способен самовосстанавливаться. Сопротивляемость коррозийным процессам во многом зависит от количества хрома в стали. Высокими нержавеющими свойствами обладает сталь А2 (она же 304) с содержанием хрома более 17%.

Выбирая крепеж из стали А2, следует учесть один важный момент. Возьмем, к примеру, болт, крепящий обшивку к корпусу судна ниже ватерлинии.

Его головка имеет доступ к кислороду и поэтому может восстанавливать оксидный слой, тогда как стержень болта находится в среде кислот и хлоридов. Лишившись защитной пленки, он корродирует как обычная сталь и образовывает со шляпкой гальваническую пару.

Крепеж из стали А2, установленный выше ватерлинии, где есть доступ кислорода и нет постоянного контакта с водой, ведет себя более достойно.

Для повышения коррозионной стойкости в агрессивных жидкостях в сталь А2 добавляют молибден и обозначают А4 или 316. Крепежные элементы из нее способны долго работать в хлористой, морской среде и в парах уксусной кислоты.

Сталь и оцинковка

На борту судна не должно быть крепежа из низкоуглеродистой стали без оцинковки. Покрытие из цинка обеспечивает хорошую сопротивляемость коррозии. Чтобы соединение служило максимально долго в морской среде, защитный слой должен быть толщиной порядка 100 мкм. Такой результат не даст ни покраска, ни электрогальваника, а только горячая оцинковка лужением (!).

Медь

При постройке лодок используются медные корабельные гвозди с шайбами, они устойчивы к коррозии, легко монтируются и довольно эластичны. Однако, с появлением стеклопластиковых корпусов, от их производства отказались многие фирмы. Исчезли из продажи и нестандартные размеры, которые использовались при ремонте обшивки.

Латунь и бронза

Если сравнивать латунный и бронзовый крепеж, то у последнего есть больше возможностей устоять перед коррозией в соленой воде или морской атмосфере.

Срок службы бронзовых деталей исчисляется десятками лет. Для повышения стойкости латуни, в нее добавляют олово, свинец, кремний и другие легирующие элементы.

Такой многокомпонентный сплав широко используется для изготовления «морского» крепежа.

Морская коррозия. Ржавение металла в соленой воде

Морская вода является хорошо аэрированным (4-10 мг/л О2) нейтральным (рН = 7,3-8,6) электролитом с высокой электропроводностью (γ=0,5-6,7 См/м), обусловленной наличием солей от 2 (воды заливов, моря в местах впадения рек) до 40%. Средняя соленость открытых морей и океанов составляет 35%.

Солевой состав морской воды включает в себя в основном хлориды и сульфаты натрия, магния, кальция и калия. Благодаря большому содержанию хлоридов морская вода характеризуется высокой способностью к депассивации металлов. Морская коррозия металлов протекает по электрохимическому механизму преимущественно с кислородной деполяризацией и смешанным диффузионно-кинетическим катодным контролем.

Для разрушения металлов в морской воде характерно наряду с общей равномерной коррозией наличие разрушений в виде язв и питтинга. Средняя скорость коррозии стали в морской воде, рассчитанная по потере массы, составляет от 0,05 до 0,20 мм/год, а язвенной коррозии — до 1 мм/год. Холодное цинкование в среднем имеет скорость коррозии около 0,02 мм/год

На скорость коррозии металлов в морской воде оказывает влияние ряд факторов. Общая соленость морской воды не сильно влияет на интенсивность коррозионного процесса, в то время как некоторые отклонения от обычного состава, например, наличие сероводорода или различных загрязнений могут в несколько раз увеличить скорость коррозии.

Так, исследования коррозии корпусных конструкций в акваториях базирования кораблей ВМФ в Индии показали скорости коррозии углеродистых и низколегированных сталей в 8-10 раз большие по сравнению со средними значениями скорости коррозии стали в морской воде.

Движение морской воды увеличивает скорость доставки кислорода к катодным участкам поверхности металла, а отсюда и скорость коррозии большинства металлов. В то же время для коррозионностойких сталей увеличение диффузии кислорода приводит к усилению пассивации поверхности и защите от питтинга.

При еще более значительных скоростях движения как морской, так и пресной воды могут появиться коррозионно-эрозионные разрушения, когда электрохимическая коррозия сильно ускоряется вследствие разрушения потоком воды защитной пленки на металле (пленки пассивности или продуктов коррозии). К таким разрушениям особенно склонны цинк, алюминий, медь и медные сплавы.

При очень быстром движении воды наблюдается коррозионная кавитация, когда наряду с коррозионным процессом происходит механическое разрушение металла ударным воздействием воды при смыкании вакуумно-паровых пузырьков. Скорости коррозионной кавитации могут достигать десятков миллиметров в год.

Температура воды двояко влияет на скорость коррозии: с одной стороны, повышение температуры ускоряет диффузию кислорода и реакции на анодных и катодных участках, а, с другой стороны, уменьшает растворимость кислорода, а отсюда и скорость коррозии.

Поэтому зависимость скорости коррозии от температуры воды имеет вид кривой с максимумом, соответствующим различным температурам при различных условиях (тип сплава, состав воды, возможности сохранения кислорода в закрытых системах и т.п.).

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.

На интенсивность коррозии металлов в морской воде может оказать влияние обрастание поверхности морскими организмами (биокоррозия).

На коррозию углеродистых и низколегированных сталей обрастание не оказывает особо заметного влияния, причем коррозия может при этом как усиливаться (при наличии сульфатредуцирующих бактерий, возникновении пар дифференциальной аэрации), так и уменьшаться (вследствие снижения содержания кислорода и кроющего действия обрастателей).

Влияние обрастания на коррозию нержавеющих сталей, алюминиевых и медных сплавов также неоднозначно, но в целом преобладает отрицательное влияние. Объясняется это тем, что эти материалы склонны к щелевой коррозии в зазорах, образуемых обрастателями, и к усилению коррозии при нарушениях сплошности пассивной пленки в связи с уменьшением содержания кислорода.

Резкое усиление коррозии металлоконструкций в морской воде, иногда в десятки раз, может иметь место в зоне действия блуждающих токов или токов утечки, когда поверхность металла подвергается сильной анодной поляризации под действием стекающего тока.

Морская коррозия металлов

Морская коррозия – это ржавление металлов, один из видов электрохимической коррозии. Морская вода содержит соли кальция, калия, магния, сульфаты натрия, хлориды, а также является хорошим электролитом.

Именно из-за хлоридов она разрушает металлы и предотвращает появление пассивных пленок на поверхности металла. Поэтому, для эксплуатации в морской воде используют стальные конструкции с дополнительными защитными покрытиями.

Морская коррозия сопровождается биокоррозией, когда на погруженных в воду конструкциях закрепляются или развиваются растительные и животные организмы, то есть происходит обрастание. Микроорганизмы ускоряют разрушение противокоррозионных покрытий. Появляются локальные очаги оголенной металлической поверхности, которые провоцируют интенсивное разрушение металла.

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.

Основным видом защиты от морской коррозии являются противокоррозионные и противообрастающие лакокрасочные и металлизирующие покрытия, а также электрохимическая защита.

Среди лакокрасочных покрытий наиболее эффективны толстослойные покрытия на эпоксидной основе с ограниченным содержанием растворителя или без растворителя. Также добавляются биоциды.

Также могут применять алюминий с легирующими добавками, цинком или лантаном.

Алюминиевые покрытия в сочетании с лакокрасочными покрытиями обладают высокой стойкостью в морской воде и имеют повышенную стойкость к эрозии.

Защита от коррозии металлов в морской воде

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.

В морской воде или в пленке влаги, содержащей растворенные соли морской воды, коррозионный процесс стали протекает с кислородной деполяризацией.

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).

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:

Что лучше: теплый пол или батареи?

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.

Морская коррозия: причины появления, протекание, виды

Одним из наиболее опасных для металла явлений считается морская коррозия. Это электрохимический процесс, который запускается и протекает из-за особенностей состава жидкости.

В этом материале мы подробнее разберем особенности явления, его протекание и методы защиты.

Почему морская вода так опасна для металла

По статистике, металлические изделия в море портятся намного быстрее, чем в стандартных условиях на открытом воздухе.

Катализатором становится 3 особенности жидкости:

• Большое количество кислорода. Как известно, именно он запускает окисление, которое и понимается под коррозией. Уровень содержания кислорода – до 8 мг на один литр.
• Электропроводность. Морская вода выступает как хороший электролит. В некоторых морях ее электропроводность составляет 3х10-2 Ом-1 см-1.
• Особый состав. Химики давно установили, что в жидкости присутствует весь набор веществ, делающих ее опасной для металла – от сульфатов натрия и солей кальция до хлоридов.

Коррозия в морской воде протекает быстрее, потому что у нее есть выраженное депассивирующее действие. Если на поверхности начинает формироваться защитная пассивная пленка, вода быстро разрушает ее.

Все что попадает в море начинает разрушаться. Убедитесь в этом, если посмотрите на состояния днищ кораблей, погруженных металлоконструкций, трубопроводов, проложенных по дну.

То же относится и к металлическим изделиям, которые периодически соприкасаются с агрессивной средой, к примеру, при охлаждении.

Особенности протекания процесса

Морская коррозия металлов протекает под воздействием множества внешних агрессивных факторов. Как мы уже отмечали, этот процесс относится к электромеханическим разновидностям процессов.

Его протекание напрямую связано с кислородной деполяризацией и дифузионно-кинетическим катодным контролем.

Проблем добавляет то, что сама вода постоянно двигается. Это связано не только с давлением, но и с тем, что суда постоянно находятся в движении с собственной скоростью.

В зависимости от условий, в которых находится металлоконструкция, меняется тип контроля:

• При сильной аэрации и в местах с сильным течением, частым волнением, кинетический контроль выходит на первый план.
• На участках где морская вода находится в неподвижном состоянии, преобладающим оказывается катодный контроль.

Если рассматривать процесс как катодно-анодную реакцию, мы увидим, что в качестве анода выступает металл, в то время как катодом становится оксидная пленка на его поверхности.

Морская коррозия становится заметной быстро. Она вызывает масштабное разрушение материала, на нем появляются язвы большой глубины, структура металла разрушается и становится хрупкой. Материал уже переносит прежнего нагрузок.

Также не стоит сбрасывать со счетов атмосферную коррозию в морских районах. Она связана с особым составом воздуха, воздействием других особых условий среды.

Что усиливает морскую коррозию

На разных морях ржавение металла протекает с разной скоростью. На скорость и особенности явления влияет 6 факторов среды:

• Степень солености воды. Чем больше твердых веществ растворено в жидкости, тем больше будет степень солености. Этот фактор не сильно влияет на скорость или характер процесса, но чем больше содержание, тем выше будет опасность на контрасте с другими факторами.
• Состав воды. Состав жидкости формирует благоприятную среду, в которой коррозия могла бы развиваться намного быстрее. Состав отличается в зависимости от географического расположения места. Одними из самых опасных веществ становятся хлориды и сероводород. Если их много, катодный и анодный процесс становятся более интенсивными. Также такой состав приводит к появления сульфидов, которые будет сложно растворить. Еще один фактор риска – большое количество ионов брома. Интересная особенность заключается и в том, что в ряде случае состав выступает и в качестве защитного фактора – он помогает сформировать специальную пленку, отталкивающую внешние угрозы.
• Скорость течения. Чем быстрее течение, тем лучше будет диффузия кислорода. Потому, когда судно движется с большой скоростью, риск морской коррозии становится все более и более ощутимым. Но опасность представляет и неподвижная вода. Даже когда на море штиль, есть риск что ржавение начнет протекать с диффузионным контролем.
• Место расположения ватерлинии. Место, с которым соприкасается морская вода, намного больше других поражено коррозионными процессами. Причина в том, что на этом участке кислород наиболее сильно влияет на металл. Также сказывается и температура. Вода, которая омывает ватерлинию более теплая из-за контакта с солнечными лучами.
• Наличие прокатной окалины на поверхности металла. Опасность ее присутствия заключается в том, что в этом случае сильно упрощается формирование гальванопары. Это опасно, потому что возникает анодное растворение металла.
• Биологический состав морской воды. Как и в почве, в морской воде много микроорганизмов, флоры и фауны, которые стимулируют разложение металла. К ним относятся различные виды бактерий, а также кораллы и моллюски. При их большом скоплении увеличивается риск образования коррозийных поражений. Исключение составляют только некоторые виды морских существ, которые не позволяют кислороду контактировать с металлическими частями. Скорость протекания коррозийного поражения также зависит от сплава, который был использован при изготовлении той или иной конструкции. Так опасность для биокоррозии представляют сплавы, в которых есть много свинца, никеля, олова и алюминия. Наиболее защищенными оказываются магниевые сплавы и медь.

Виды морской коррозии

В морской воде протекает 2 вида коррозии.

Наиболее распространенными среди них считаются следующие:

• Контактная. Проявляется из-за контакта жидкости и металла. Причиной становится хорошая электропроводность. Если рядом в воде находится несколько металлических изделий, металл становится по отношению к стали катодом.
• Электрокоррозия. Появляется, потому что в воде находятся блуждающие токи. Иногда проблемы оказываются связанными и с самими морскими судами, состоянием проложенной на них электросети.

Коррозия металла в морской воде способна за короткое время вывести из строя даже крупную металлоконструкцию. Как результат – она теряет прочность и обрушиться.

Это всегда риск появления человеческих жертв и больших убытков.

К 2020 году разработано множество средств, позволяющих или обеспечить защиту от агрессивной среды или замедлить протекание процесса. Их качество доказано на практике – удается получить заметный результат.

Рассмотрим вопросы защиты от морской коррозии более подробно.

Как защитить металл от повреждения

В работе используется несколько видов защитных средств, к которым относятся такие, как:

Использование специальных лакокрасочных покрытий

Как и в случае с борьбой с ржавением под открытым воздухом, очень важно не допустить контакта агрессивной среды с металлом. ЛКМ в таком случае подходят отлично.

Есть несколько типов материалов, которые можно свободно использовать в окрашивании.

К ним относятся такие, как:

• Краски на основе битумов.
• Составы с фенолформальдегидной основой.
• Этинолевые лакокрасочные материалы.

Хорошо показывают себя вещества с эпоксидной, каменноугольной основой. Главное требование, чтобы в них было как можно меньше растворителей.

Главное преимущество использования такого средства заключается в простоте нанесения.

Краска наносится на поверхность, защищенные места сразу становятся хорошо видимыми.

Для дополнительного усиления, ограждающего от агрессивной среды эффекта, можно также применять разные окиси, в том числе, ртути и меди. В  таком случае конструкция не будет обрастать морскими обитателями.

Чтобы нанесение ЛКМ дало лучшие результаты, поверхность металлоконструкции нужно будет фосфатировать. Только после этого допускается проведение окрашивания.

Стоит также учитывать, что оно должно быть как можно более толстым, чтобы удержаться дольше и сохранить заметный эффект.

Применение металлических защитных покрытий

В этом направлении работает наша компания. Среди самых распространенных видов составов можно назвать цинк.

Он наносится на металл слоем толщиной до 200 мкм. При этом создается хорошая защита от контакта со средой.

Еще одно преимущество – такой материал можно окрашивать.

Оцинковывают самые разные изделия, в том числе, днища морских судов.

Зачистка поверхности

Процесс очень важен, потому что позволяет снять окалину. Как мы уже говорили выше, ее присутствие способно в несколько раз ускорить негативный процесс.

Для удаления окалины могут применяться высокие температуры, химическое травление и очистка пескоструйным методом.

Низкое легирование

Изменение самого характера стали – один из действенных методов для борьбы с коррозией. По данным исследований, стали с большим содержанием никеля портятся особенно быстро, в то время как добавление меди помогает сделать конструкцию намного более стойкой.

Создание дополнительной электрохимической защиты

Она может быть двух типов – от внешнего источника тока или от протектора. При этом удается остановить формирование пор и протекание электрохимического процесса, представляющего большую опасность для материалов.

Все перечисленные методы используются и в месте. В таком случае, вероятность повреждения металла станет намного ниже. Вопрос о подборе материалов, правильном конструировании также стоит очень остро.

Защита методом горячего цинкования

• Наша компания предлагает горячую оцинковку различных видов конструкций, в том числе тех, которые постоянно находятся в контакте с морской водой.
• Работаем с 2007 года и готовы быстро выполнить даже наиболее сложный и крупный заказ.
• 4 причины обратиться к нам:

• Действуют три цеха горячего цинкования. Наши производственные мощности – 120 тысяч тонн в год.
• Работаем с большинством видов деталей и конструкций. На предприятии установлена самая крупная ванна в ЦФО. Ее глубина составляет 3,43 метра.
• Гарантируем качество. Горячее цинкование проводится строго по ГОСТ 9.307-89.
• Используем передовое оборудование. Установлена европейская техника от KVK KOERNER и EKOMOR.

Готовы ответить на все интересующие заказчика вопросы и быстро приступить к работе. Звоните или оставляйте заявку на сайте.

Вернуться к статьям
Щелевая коррозия металла

Щелевая коррозия – распространенный вид повреждения металла. Если не остановить его и не предпринять меры, столкнетесь с потерей прочности изделия, полным разрушением.

Подробнее