Атмосферные условия 2 4 что это

Классификация условий окружающей среды по IS012944

Прежде чем рассматривать классификацию условий окружающей среды в зависимости от её коррозионной активности, уточним само понятие «коррозия». Под коррозией понимают самопроизвольное разрушение металлов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Наиболее распространённым, а следовательно, и наиболее интересующим нас в свете условий эксплуатации металлоконструкций видом коррозии является электрохимическая коррозия.

Кратко её можно определить как коррозию, протекающую в электролитически проводящей среде — воде, а также в водных раствора щелочей, солей и пр. Необходимыми условиями протекания электрохимической коррозии являются: наличие анодных и катодных участков металла, присутствие кислорода, воды и находящихся в ней свободных ионов. Помимо этого, немаловажное значение имеет температура, поскольку процессы коррозии являются термодинамическими и ускоряются при повышении температуры.

Таким образом, условия окружающей среды (при рассмотрении степени электрохимической коррозии) могут отличаться друг от друга различными уровнями содержания кислорода, воды и водорастворимых веществ — жидких, твёрдых или газообразных, а также температурой.

Изначально, в зависимости от коррозионной активности, классификация условий окружающей среды была определена международным стандартом ISO 9223 — 1992: «Коррозия металлов и сплавов — Коррозионная активность атмосферы — Классификация». Исходя из коррозионной активности среды, этот стандарт классифицировал окружающие условия как С1,С2,СЗ и т.д.

Впоследствии для индустрии окраски был разработан охватывающий многие аспекты данной отрасли стандарт ISO 12944 :«Лаки и краски — Защита стальных конструкций от коррозии защитными окрасочными системами»; состоящий из восьми частей. Данный стандарт наряду с общими определениями, базовой информацией по проектированию, рекомендациями по подготовке поверхностей и нанесению ЛШ, комбинацией защитных лакокрасочных материалов, методами тестирования и составлением окрасочных спецификаций детально описывает коррозионное воздействие, вызванное атмосферой, различными типами воды и почвы (ISO 12944, Часть 2). Причём классификации условий окружающей среды при этом отводится особое место как основополагающему, исходному аспекту в концепции защиты металла от разрушения.

Исходя из того, что скорость коррозии увеличивается из-за:

стандартом ISO 12944 атмосферная среда разделяется на шесть атмосферно-коррозийных категорий:

Тогда чем определяются категории коррозионной активности среды? В основе их отличий друг от друга лежит степень потери массы и толщины неокрашенного металла. В таблице 1 приведена классификация условий окружающей среды на атмосферно-коррозионные категории, их характеристики, а также указана потеря массы и толщины металла для низкоуглеродистой стали и цинка для каждой отдельной категории. Так, например, в среде С1 незащищённая сталь теряет менее 1,3 микрона толщины в год, что эквивалентно 26-52 микронам в 20-40 лет. Подобное разрушение поверхности металла не вызывает слишком серьёзных опасений за потерю прочности и/или герметичности конструкции. Исключение, пожалуй, составляет тонколистовой металл — кровельная жесть, вентиляционные каналы и т.п. Скорее всего, коррозия такого уровня будет замечена лишь из-за ухудшения чисто декоративных свойств поверхностей.

Таблица 1. Категории атмосферной коррозии и примеры типовых окружающих условий

Категория коррозии	Потеря массы/толщины на единицу поверхности (первый год эксплуатации)				Примеры типичных условий окружающей среды в умеренном климате
	Потеря массы, г/м 2	Потеря толщины, Мкм	Потеря массы, г/м 2	Потеря толщины, Мкм	Открытые площадки	Внутренние помещения
С1 Очень низкая	Таблица 2. Категории для воды и почвы
Категория	Окружение	Примеры окружающей воды и конструкций
1	Пресная вода	Речные сооружения, гидроэлектростанции
2	Морская или соленая вода	Гавани и их сооружения (шлюзы, плотины, пристани)
3	Почва	Заглубленные цистерны, стальные сваи, трубопроводы

Авторы:Сергей Крутько,Валерий Хромых. Журнал «Очистка, окраска» 1 январь-февраль 2008г.

Мы предлагаем следующие решения для защиты от коррозии: металлизация с помощью методов газопламенного напыления, электродуговой металлизации.

Источник

Атмосферные условия 2 4 что это

ГОСТ Р ИСО 139-2007

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Стандартные атмосферные условия для кондиционирования
и проведения испытаний

Textiles. Standard atmospheres for conditioning and testing

Дата введения 2008-01-01

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 412 «Текстиль», Открытым акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт сертификации» (ОАО «ВНИИС») на основе аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 февраля 2007 г. N 24-ст

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на текстильные изделия и устанавливает характеристики стандартных атмосферных условий для кондиционирования, а также для проведения испытаний по определению физических и механических свойств текстильных изделий. Стандарт также предусматривает альтернативные характеристики атмосферных условий для проведения испытаний, которые могут быть использованы по согласованию с заказчиком.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

2.1 стандартные атмосферные условия: Окружающая среда с контролируемой относительной влажностью и температурой, в которой проводят кондиционирование и испытания текстильных изделий.

2.2 относительная влажность: Отношение давления водяного пара в воздухе к давлению насыщенного пара при тех же самых температуре и давлении, выраженное в процентах.

допуск: Разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями.

поле допуска: Множество значений показателя между предельными значениями, включая последние.

пределы допуска: Установленные значения показателя, определяющие верхнюю и (или) нижнюю границы допустимых значений.

2.6 погрешность измерения: Параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий разброс результатов измерений, которые можно было бы обоснованно отнести к значению измеряемой величины.

2.7 разрешение (показывающего прибора): Наименьшая разница между показаниями прибора, которые могут считаться достоверно различимыми.

3 Климатические требования к стандартным атмосферным условиям

3.1 Стандартные атмосферные условия

Стандартные атмосферные условия соответствуют температуре 20,0 °С и относительной влажности 65%.

3.2 Альтернативные атмосферные условия

В стандартных альтернативных атмосферных условиях температура должна быть 23,0 °С и относительная влажность 50%.

Альтернативные атмосферные условия могут быть использованы при согласовании с заказчиком.

3.3 Поле допуска для стандартных атмосферных условий и альтернативных атмосферных условий

Допуск для температуры составляет ±2,0 °С.

Допуск для относительной влажности составляет ±4%.

4 Требования к измерительной аппаратуре

4.1 Приборы для измерения температуры и относительной влажности

Измерительные приборы должны удовлетворять следующим требованиям:

Необходимо регулярно проводить калибровку приборов для определения погрешностей измерительных датчиков.

4.2 Ограничения на использование измерительных приборов

Приборы, используемые для измерения относительной влажности и температуры в помещении, где проводится кондиционирование, не следует использовать для повседневного контроля отопления, вентиляции и воздушных каналов кондиционеров.

5 Методы контроля атмосферных условий

5.1 Частота считывания при непрерывном контроле

Считывание показаний измерительных приборов в замкнутой кондиционирующей атмосфере (лабораторного помещения) следует производить настолько часто, чтобы иметь возможность обнаружить любое кратковременное отклонение установленных параметров за пределы допуска (для получения дополнительной информации см. приложение А).

5.2 Пространственные колебания

Для обеспечения адекватного контроля атмосферных условий в замкнутом пространстве может потребоваться более чем одно измерительное устройство (см. приложение А).

5.3 Предварительное кондиционирование

Для проведения кондиционирования текстильных изделий может потребоваться предварительное кондиционирование. В этом случае текстильные изделия должны быть выдержаны в атмосферных условиях с относительной влажностью от 10% до 25% и температурой, не превышающей 50,0 °С.

Перед испытанием текстильного изделия его необходимо поместить в атмосферные условия, заданные для проведения испытаний, таким образом, чтобы воздух свободно проходил сквозь изделие. Это изделие должно находиться в таких условиях до установления равновесного состояния с атмосферными условиями для испытаний.

Если не задано иначе, то текстильное изделие следует считать достигшим равновесного состояния, когда при последовательном взвешивании с интервалом 2 ч масса изделия изменяется не более чем на 0,25%.

6 Оформление протокола испытаний

Лабораторные протоколы испытаний должны включать в себя:

— идентификацию образца для испытания;

— подробное описание атмосферных условий, использованных при проведении кондиционирования и испытаний;

— ссылку на настоящий стандарт;

— сведения о любых отклонениях от настоящего стандарта.

Приложение А
(обязательное)

Контроль стандартных атмосферных условий

А.1 Климатические условия

В лабораторном помещении, в котором созданы условия для кондиционирования текстильных изделий, следует поддерживать стандартные атмосферные условия в пределах поля допуска.

Заданные условия по значениям температуры и относительной влажности следует считать достигнутыми при удовлетворении следующих требований:

— Средние значения температуры и относительной влажности в течение непрерывного периода, составляющего 1 ч, должны соответствовать полю допуска для стандартных атмосферных условий.

— Пространственное изменение стандартных атмосферных условий должно соответствовать заданному полю допуска.

А.2 Средства измерения

Измерительные устройства должны соответствовать 4.1. Для этих целей подходят такие устройства, как например, цифровой измерительный преобразователь или электронный датчик с каким-либо записывающим устройством для непрерывного контроля.

А.3 Методы контроля

А.3.1 Пространственные колебания

Если пространственные изменения не согласуются с допусками, то следует проверить воздушные потоки в пределах лаборатории.

А.3.2 Размещение устройств непрерывного контроля

Возможно, что колебания температуры и относительной влажности имеют место по всему рабочему пространству. Выбор подходящего места для текущего контроля может быть сделан только после осуществления измерений температуры и относительной влажности в нескольких местах. Позицию для контроля следует выбирать вблизи рабочей зоны.

Приложение В
(справочное)

Чтобы лучше охарактеризовать «поле допуска», которое определено в 2.4 и задано в 3.3 (как для температуры, так и относительной влажности), должны быть введены концепции контрольных зон и зон соответствия. Настоящий стандарт предлагает правила для установления соответствия или несоответствия характеристик техническим требованиям с учетом погрешности измерений.

Источник

защита от коррозии

защита строительных конструкций от коррозии

Защита строительных конструкций от коррозии

Согласно СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»

В зависимости от степени агрессивности среды следует применять следующие виды защиты или их сочетания:

вторичная защита: Защита строительной конструкции от коррозии, реализуемая после изготовления (возведения) конструкции. Выполняется при недостаточности первичной защиты.

первичная защита: Защита строительных конструкций от коррозии, реализуемая на стадии проектирования и изготовления (возведения) конструкции.

Согласно таблица Ц.7 » Лакокрасочные покрытия для защиты стальных и алюминиевых конструкций от коррозии» данного СП относятся к группе покрытий 3.

Примыкание конструкций из алюминия к конструкциям из кирпича или бетона допускается только после полного твердения раствора или бетона независимо от степени агрессивного воздействия среды.

Участки примыкания должны быть защищены лакокрасочными покрытиями. Обетонирование конструкций из алюминия не допускается. Примыкание окрашенных конструкций из алюминия к деревянным допускается при условии пропитки последних креозотом.

г) лакокрасочные покрытия II, III и IV групп;

е) изоляционные покрытия совместно с электрохимической защитой (для конструкций в грунтах)3);

ж) электрохимическая защита в жидких средах и донных грунтах3);

з) облицовка химически стойкими неметаллическими материалами.

Толщина слоя лакокрасочных покрытий для ограждающих и несущих конструкций из алюминия должна быть не менее 70 мкм = 0,070мм., согласно пункта 9.3 «Требования к защите от коррозии поверхностей стальных и алюминиевых конструкций» СП 28.13330.2012.

Согласно ГОСТ 22233-2018, пункт 5.3.4 готовые профили должны иметь защитно-декоративное покрытие. Назначают следующие покрытия:

— анодно-окисные по ГОСТ 9.301;

— порошковые полимерные однослойные и многослойные по ГОСТ 9.410;

— жидкие лакокрасочные по ГОСТ 9.032;

— жидкие электрофорезные по технической документации изготовителя;

На поверхности профилей с порошковым полимерным или анодно-окисным покрытием не допускаются любые критические дефекты. Допускается наличие эстетических дефектов, не видимых с расстояния, м:

ГОСТ 9.005-72 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами. По данному нормативу в таблице 1 указаны допустимые контакты металлов в изделиях, эксплуатируемых в атмосферных условиях 2-4.

Атмосферные условия 2-4 можно посмотреть в ГОСТ 15150, г.Москва попадает к атмосферным условиям 2-4.

1.Самостоятельного покрытия; 2.Грунтовки под покрывные материалы в комплексных системах защиты; 3.Для ремонта цинковых металлических покрытий.

Подготовка поверхности: обезжирить (при необходимости) водными растворами моющих средств (pH растворов должно быть в пределах от 6 до 8), допускается легкое обезжиривание (без затирания) поверхность металла уайт-спиртом.

Внешний вид пленки: после высыхания пленка должна быть ровной, однородной, без посторонних включений и подтеков, матовой.

Цвет пленки: серый, оттенок не нормируется

Условная вязкость: 60 с.

Время полного высыхания: 36 часов

Эластичность пленки при изгибе, мм: 1

Адгезия покрытия, балл: 1

Плотность состава при 20°С: 2500 кг/м3

Скорость равномерной открытой коррозии в морской воде (согласно методу поляризационного сопротивления): 0.020 мм/год

Срок годности: неограниченный

Фасовка евроведра с кольцевым замком: 10 кг, 38кг

Основной растворитель: нефтяной сольвент (нефрас-А-130/150) ГОСТ 10214-78

Номинальный расход: 4 м2/кг при толщине 40 мкм.

Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов в результате химической или электрохимической реакции. Термин «коррозия» относится только к химическому воздействию на металлы и не включает в себя разрушения, происходящие по механическим причинам. Ржавлением называется коррозия железа и его сплавов с образованием продуктов коррозии, состоящих в основном из гидратированных окислов железа.

Большинство коррозионных процессов имеет электрохимическую природу, и поэтому именно знание электрохимических закономерностей позволяет наиболее эффективно бороться с коррозией.

Используется как самостоятельное антикоррозионное покрытие.

• Грунтовка под нанесение эмалей.

• Для ремонта старых покрытий.

Срок службы Химгранд-ЦПС

Источник 1: состав «Химгранд-ЦПС» разработан для так называемого метода холодного цинкования.

Тут надо знать что метод холодного цинкования прост в нанесении, но по долговечности он уступает «классическому» горячему цинкованию.

«Химгранд-ЦПС», может использоваться самостоятельным финишным слоем, в этом случае срок его «жизни» максимум 8 лет, да и то лет через 5 на конструкции начнут появляться белые пятна (так называемая «белая коррозия») не радующие глаз, особенно это касается конструкций работающих во влажных условиях.

Источник 2: По этой причине чаще всего средство «Химгранд-ЦПС» используют как первый, или грунтовочный слой, а финишными слоями выступают, или эмали, или специальные алюминиевые краски.

— в этом случае срок эксплуатации уже 15 лет, причём гарантированный.

— во влажных условиях- 5-8 лет;

Общество с ограниченной ответственностью «Гжельский завод Электроизолятор» по адресу Московская область, Раменский район

(http://www.zn-hot.ru) защищает конструкции от коррозии методом горячего цинкования (ориентировочно 35 руб/кг (более 100кг) за стальной прокат).

— максимальные размеры 6000мм. длина, 700мм. ширина, 1400мм. высота.

— максимальный вес 2 тонны.

— в местах соединения трех плоскостей должно быть обязательно технологическое отверстие не менее 10мм.

— в конструкциях не должно быть карманов, закрытых полостей и воздушных мешков, все полости должны быть доступны для расплавленного цинка и газов разложения флюса.

Исследование технологического университета коррозионной

стойкости и долговечности:

1) болтов,шайб с гальваническим покрытием 20-25 мкм

2) стальные элементы крепления с покрытием горячий цинк 130-150 мкм

1) камера влажности

2) камера соляного тумана

3) металлографический комплекс

Задача испытаний: оценка срока службы материалов при воздействие

Исследование (ускоренные коррозионные испытания в течении 30 суток).

В соотвествие с ГОСТ 9.308-85 «. Методы ускоренных коррозионных

относительная влажность, 40 град С температура

Результат болтов,шайб с гальваническим покрытием:

повреждение цинка. Применять со стороны фасада (улицы) нельзя.

Для определения прочности сцепления покрытия применяли метод нагрева до 190 град С 1 час в соотвествии с ГОСТ 9.307-89.

Результат, стальные элементы крепления с покрытием горячий цинк:

— глубина локальной коррозии не более 15 мкм.

Скорость атмосферной коррозии исследованного цинкового покрытия в

слабоагрессивной среде составит не более 3 мкм/год (2-5 лет), далее уменьшится на 1-2 мкм/год за счет процессов свободной коррозии и образования защитной пленки на поверхности цинка.

Вывод: не менее 50 лет в слабоагрессивной среде.

Источник

КОРРОЗИОННЫЕ СРЕДЫ. Атмосферные условия

Металлические изделия в процессе производства, монтажных и наладочных работ, транспортирования, хранения и эксплуатации подвергаются воздействию атмосферных факторов, главными из которых являются влажность; температура; суммарная продолжительность пребывания на поверхности металлов пленки влаги, образующейся при конденсации, смачивании атмосферными осадками, брызгами морской или речной воды; содержание химических или механических примесей.

Влажность воздуха сильно влияет на скорость коррозии. При относительной влажности ниже критической (70%-ной) скорость коррозии металлов низка. Следует отметить, что в присутствии продуктов коррозии, солей или механических частиц она снижается до 50—60%•

При относительной влажности атмосферы выше критической коррозия металлов протекает уже с заметной скоростью, так как на металле образуется фазовый слой воды.

Температура влияет на коррозионную стойкость металлов двояко. С одной стороны, чем выше температура воздуха, тем больше сконденсируется влаги на поверхности металла и тем интенсивнее будет протекать коррозия.

С другой стороны, образовавшиеся на металле пленки влаги быстрее высыхают, и продолжительность их взаимодействия с металлом сокращается. Поэтому для характеристики агрессивности атмосферы часто используют данные о продолжительности пребывания пленки на поверхности металла, определяемой на метеостанциях или с помощью датчиков на коррозионных станциях.

Помимо увлажнения металла при выпадении осадков пленки воды толщиной 50-—200 мкм могут образовываться и вследствие конденсации. При этом количество сконденсированной воды определяется перепадом температуры, а содержание в ней растворенных веществ — составом атмосферы. Зависимость скорости коррозии от условий конденсации подтвердилась экспериментальными данными, полученными при испытании образцов Ст 3 при 100%-ной относительной влажности и 25°С„

При охлаждении образцов до 13 °С на их поверхности конденсировалась влага. Скорость коррозии определялась через 7сут по изменению массы образца. Было установлено, что скорость коррозии, при конденсации возрастает в 2,1 раза. При повторной конденсации скорость коррозии увеличивается, особенно в том случае, когда создаются условия для высыхания образовавшейся пленки. Самое большое увеличение коррозии наблюдается при конденсации в атмосфере, содержащей S0₂ или NaCl (соответственно в 18 и 20 раз).

Состав атмосферы. Значительное увеличение скорости коррозии многих металлов наблюдается в промышленных и приморских районах, что связано с содержанием в воздухе S0₂ и NaCl. В атмосфере на поверхности металлов образуются слабо минерализованные пленки воды; коррозионный процесс протекает так же, как в нейтральных электролитах, лишь с теми особенностями, которые присущи электрохимическим процессам, протекающим в тонких слоях электролита [3]. К этим особенностям в первую очередь относится увеличение скорости катодного процеса за счет способности тонких пленок электролита к саморазмешиванию, усиливающемуся при испарении. В естественных условиях такое размешивание происходит при высыхании вследствие испарения, например, при уменьшении влажности воздуха, повышении температуры и т. п. Скорость анодных процессов в тонких слоях электролитов замедляется, что объясняется увеличением подвода кислорода к металлу, а это в свою очередь обусловливает пассивацию, накопление продуктов коррозии в пленках электролита. Можно было предполагать, что замедление анодного процесса приведет к уменьшению скорости коррозии металлов в атмосферных условиях по сравнению с тем же показателем при протекании процесса при погружении в электролит. Однако это не происходит из-за значительных скоростей катодного процесса. Следовательно, в атмосферных условиях в видимых пленках электролитов коррозия протекает с катодно-анодным ограничением. Роль омического фактора несущественна при коррозии в пленках электролита толщиной 100—200 мкм.

Если в атмосфере содержится S0₂, скорость коррозии металлов резко возрастает вследствие того, что S0₂ является эффективным деполяризатором и, участвуя помимо кислорода в катодной реакции, ускоряет ее [10].

По данным работ [11, 12], диоксид серы может воздействовать и на анодный процесс, так как в его присутствии железо быстрее растворяется под влиянием поверхностных гидроксид- ионов и сульфид-ионов, образующихся при катодном восстановлении.

Коррозионный процесс интенсифицируется при содержании в атмосфере хлоридов, фосфатов и других солей.

Особенно значительно оседание на поверхности металла хлоридов в прибрежных районах [13]. Как видно из данных работ [14, 15], скорость коррозии металлов в районах тропического климата значительно выше скорости коррозии в районах умеренного климата.

Протекание коррозионных процессов в морской воде зависит от свойств материала, подвергающегося разрушению, и природы химической среды — морской воды. Последняя в значительной степени определяется биохимическими процессами, протекающими в толще воды и на поверхности корродирующих объектов, которые обычно становятся местом обитания некоторых растительных и животных организмов морей и океанов.

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 Д17], 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.

Рис. 3.J. Скорость коррозии малоуглеродистой стали в различных зонах:

Скорость коррозии, мкм/год

/ — морская атмосфера; II — зона периодического смачивания морской водой; III — зона прилива и отлива; IV — 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.

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 же- леза(-П), который, взаимодействуя с растворенным в воде кислородом, образует еще более труднорастворимый осадок — гидроксид железа (III). В результате дальнейших превращений этих соединений образуется ржавчина состава FeO-Fe₂0₃— •пН₂0.

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.

Продукты электрохимических процессов взаимодействуют также с ионами Са 2+ и Mg 2+ с образованием осадков СаС0₃

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 °С 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.

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.

Металлы при воздействии кислот подвергаются коррозии с выделением водорода. Механизм процесса катодного восстановления водорода описан в гл. 1, поэтому рассмотрим лишь воздействие растворов наиболее распространенных кислот на различные металлы с учетом того, что поведение металлов в растворах кислот зависит от их способности переходить в пассивное состояние.

Серная кислота. В растворах серной кислоты состояние пассивации для железа достигается при концентрации кислоты около 50—55%. Дальнейшее повышение концентрации кислоты и температуры способствует переходу металла в активное состояние.

. На скорость коррозии железа в растворах H₂S0₄, как и в других кислотах, влияет природа анионов, что связано с их адсорбцией на поверхности металла и торможением катодного и анодного процессов.

Согласно представлениям, развитым Я- М. Колотыркиным [18], влияние анионов на анодное растворение железа связано с образованием комплекса, которое протекает по схеме Fe + Н_аО Ре(ОН-)_адс + Н+;

Из этой схемы следует, что с увеличением концентрации ионов S0₄ 2- и HS0₄ _ скорость анодного процесса возрастает. Хлорид-ионы вытесняют сульфат-ионы с поверхности железа, и скорость анодного процесса замедляется, но лишь до определенной концентрации С1

Следовательно, влияние ионов С1

в растворах Нг50₄ определяется конкурирующей адсорбцией сульфат- и хлорид-ионов. При нормальной температуре в 95—98%шой Нг50₄ стойки хромистые стали (17% Сг) без добавки и с добавкой небольшого количества Мо.

Медь стойка в H₂S0₄ при обычной температуре; при повышении температуры до 100 °С коррозия интенсифицируется. При 200 °С и повышенном давлении медь нестойка в 25%-ном растворе H₂S0₄. Латунь в растворах серной кислоты любой концентрации корродирует даже при нормальной температуре. Стойкость латуни может повыситься при добавлении в кислоту 30% соли CuS0₄-5H₂0.

Азотная кислота агрессивна по отношению к многим металлам. В растворах HN0₃ нестойки малоуглеродистые стали, причем коррозия их возрастает с увеличением концентрации HN0₃ до 35—40%, при которой наблюдается переход в пассивное состояние. Нарушение пассивного состояния наблюдается лишь при концентрации, близкой к 100%. Поскольку азотная кислота обладает окислительными свойствами, катодными деполяризаторами при коррозии железа являются нитрат-ионы и молекулы HN0₃. При введении № и Мо стойкость хромистых сталей повышается. Разрушение сталей в HN0₃ проходит по границам зерен. Растворы с концентрацией более 80% и пары кислот слабо воздействуют на алюминий. В присутствии хлорид-ионов и при интенсивном перемешивании скорость коррозии алюминия возрастает.

Фосфорная кислота. В этой кислоте наиболее стойки молибденовые стали. Аустенитные хромоникелевые стали при обычной температуре стойки в растворах любой концентрации; малоуглеродистые стали стойки до 50 °С в технической концентрированной Н₃Р0₄; стали с 17% Сг стойки до температуры кипения в 1—10%-ных растворах Н₃Р0₄. В фосфорной кислоте стойки алюминий и его сплавы, не содержащие меди, за исключением сплавов с магнием.

Стойкость меди при 20—95 °С в Н₃Р0₄ высокая. Однако в присутствии окислителей и при повышении температуры скорость коррозии значительно возрастает. Поведение латуни и бронзы в растворах фосфорной кислоты аналогично поведению меди.

Фтористоводородная кислота. В этой кислоте нестойки малоуглеродистая сталь, железо и чугун.

Хромистые стали (с 17% Сг) при обычной температуре стойки в 10%-ной HF. Магниевые сплавы стойки в 45%-ной HF при температурах до 65 °С, латунь — при 20 °С в 40—60%-ной кислоте, высоколегированные аустенитные стали — до 50 °С в 20%-ной HF.

Органические кислоты. Наиболее сильной органической кислотой является уксусная. Муравьиная кислота вызывает образование питтингов (особенно при повышенных температурах), причем даже более глубоких, чем в уксусной кислоте. Лимонная, щавелевая, молочная и себациновая кислоты при высоких концентрациях вызывают коррозию сталей, поэтому рекомендуется применять хромистые стали с добавкой молибдена. Коррозионно-стойкие стали стойки в бензойной, яблочной, пикриновой, винной, олеиновой и стеариновой кислотах даже при температурах 100 °С и выше. Хорошую стойкость в органических кислотах имеет алюминий благодаря наличию на нем оксидной пленки.

При добыче нефти и газа огромное по металлоемкости подземное и наземное оборудование скважин, а также сеть нефте-, газо- и водопроводов подвергаются воздействию агрессивных сред, содержащих H₂S.

Разрушение нефтепромыслового оборудования в результате коррозии сокращает срок его службы, приводит к частым аварийным разливам нефти и в конечном счете—к загрязнению окружающей среды.

Агрессивные свойства сред при добыче нефти обусловлены наличием в них большого количества минерализованной воды, а также сероводорода и оксида углерода. Особенно страдает от коррозии оборудование старых месторождений, когда с целью увеличения добычи нефти в пласт закачивают высокоминерализованную, а иногда и морскую воду, а также применяют кислотную обработку. В этом случае создаются благоприятные условия для протекания микробиологических процессов, способствующих жизнедеятельности бактерий, восстанавливающих сульфаты, что обусловливает появление сероводорода в системе.

Нефть, как правило, не обладает агрессивными свойствами: более того, она часто ингибирует процесс коррозии за счет образования тонких пленок на поверхности труб [6]. Однако при больших скоростях движения смесей воды с нефтью такие пленки смываются.

Не менее серьезные проблемы возникают при проведении технологических процессов по переработке нефти. Хотя при первичной подготовке нефти проводятся обессоливание и обезвоживание, хлориды и вода все же попадают в нефть. При дальнейшей переработке нефти вследствие гидролиза хлорида магния и кальция, попадающих в нефть из пластовой воды, в системе появляется хлористый водород, характеризующийся сильными агрессивными свойствами.

Другим источником поступления НС1 в систему являются органические соединения хлора, присутствующие в нефти. Поэтому снижение содержания неорганических хлоридов в перерабатываемых нефтях до 20—30 мг/л не исключает протекания коррозии.

Транспортирование газа с повышенным содержанием сероводорода по трубопроводам иногда приводит к их коррозионному растрескиванию.

Коррозионно-активным агентом при добыче природных газов является и диоксид углерода, присутствующий в некоторых газовых месторождениях. Диоксид углерода, растворяясь в конденсирующейся на поверхности трубопроводов и оборудования воде, а также конденсате, содержащем низкомолекулярные кислоты, вызывает сильную коррозию.

Углекислотная коррозия характеризуется обычно язвенными разрушениями, а сероводородная — наводораживанием металла и коррозионным растрескиванием.

Сероводород по отношению к большинству металлов агрессивен, и коррозионные разрушения оборудования при воздействии сероводородсодержащих сред обусловлены протеканием электрохимических процессов.

Высокая коррозионная стойкость в этих средах отмечена для алюминия и его сплавов, поэтому при защите от сероводородной коррозии можно применять алюминиевые металлизаци- онные покрытия.

В зависимости от кислотности среды сероводород может находиться в электролите в форме H2S, HS

. В нейтральных и щелочных средах содержится больше всего ионов гидросульфидов, в кислых средах — молекулярный сероводород, в сильнощелочных электролитах появляются в небольших количествах ионы сульфидов.

Растворимость сероводорода в воде очень высока и превышает растворимость таких коррозионно-активных газов, как диоксид углерода и кислород.

Содержание сероводорода во многих газовых месторождениях составляет 5—10% (масс.), а его концентрация в водном конденсате достигает 250—500 мг/л.

На кинетику коррозионного процесса существенное влияние оказывают продукты коррозии железа, образующиеся в сероводородсодержащих средах и имеющие общую формулу Fe^ [19]. Структура и защитные свойства сульфидов железа, зависят от условий образования, главным образом, от парциального содержания сероводорода в среде.

Установлено, что сульфид железа является катодом по отношению к железу и стали и образует с ними гальваническую пару, разность потенциалов в которой может достигать 0,2— 0,4 В. Способность» сульфидов образовывать микрогальваничё- ские пары со сталью приводит к быстрому разрушению нефтегазопромыслового оборудования в результате образования глубоких язв.

При воздействии сероводородсодержащих сред помимо коррозионных разрушений происходит наводораживание стали, приводящее в конечном счете к растрескиванию оборудования нефтяных и газовых скважин. Объясняется это тем, чго гидросульфидные ионы сильно замедляют процесс рекомбинации разрядившихся атомов водорода, поэтому их концентрация на поверхности возрастает и проникновение водорода в металл усиливается. С увеличением концентрации сероводорода скорость проникновения водорода через металл возрастает, и при некоторой концентрации достигается насыщение. На основании этих факторов был сделан вывод, что промотирующее действие H₂S носит адсорбционный характер.

[1] Коррозия: Справочник: Пер. с англ./Под ред. В. С. Синявского. М.: Металлургия, 1981. 632 с.: ил.

Источник