Реферати українською » Химия » Корозія металів - проблема хімії?


Реферат Корозія металів - проблема хімії?

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Метали становлять жодну з основ цивілізації планети Земля. Їх широке запровадження у промислове будівництво і транспорт сталася межі XVIII-XIX. Саме тоді з'явився перший чавунний міст, спущено на воду перше судно, корпус якого було виготовлений із стали, створено перші залізниці. Початок практичного використання людиною заліза належать до IX віці до нашої ери. Саме на цей період людство перейшло з бронзової доби у XXI століття залізний.

У ХХІ столітті високих темпів розвитку промисловості, інтенсифікація виробничих процесів, підвищення основних технологічних параметрів (температура, тиск, концентрація реагують засобів і ін.) пред'являють високі вимоги до надійної експлуатації технологічного устаткування й будівельних конструкцій. Особливе місце у комплекс заходів щодо забезпечення безперебійної експлуатації устаткування відводиться надійного захисту його від корозії й застосування у зв'язку з цим високоякісних хімічно стійких матеріалів.

Необхідність здійснення заходів щодо захисту від корозії диктується та обставина, що втрати від корозії приносять надзвичайно великої шкоди. За наявними даними, близько 20% щорічного видобутку металу витрачається покриття безповоротних втрат внаслідок корозії і наступного розпорошення. Основний виміряти ціну корозії металу пов'язаний лише з втратою великих кількостей металу, але й пристрітом чи виходом із ладу самих металевих конструкцій, оскільки внаслідок корозії вона втрачає необхідної міцності, пластичність, герметичність, тепло- і електропровідність, отражательную здібність й інші необхідні якості. До втрат, які терпить господарство від корозії, слід віднести також величезні видатки різного роду захисні антикоррозионные заходи, виміряти ціну погіршення якості своєї продукції, вихід із ладу устаткування, аварій у виробництві й таке інше.

Захист від корозії є одним із найважливіших проблем, має велике значення для народного господарства.

Корозія є фізико-хімічним процесом, захист самого від корозії металів – проблема хімії в чистому вигляді.

Метою презентованої праці є дати загальні інформацію про корозії металів, її видах і типах, вивести основні засоби захисту від коррозионных процесів. Недолік роботи у тому, що не розглянуті окремі випадки корозії і деяких видів захисту від неї окремих металів, анодный і катодний засоби захисту Перевага у цьому, що цього тема розкрито і дано широкі теоретичні інформацію про корозії металів.

СТРУКТУРА РОБОТИ


  1. Запровадження.

  2. Поняття корозії.

Походження терміна. Визначення корозії. Вживання терміна.

  1. Характеристики і сутність коррозионных процесів.

  2. Класифікація коррозионных середовищ.

Визначення агресивної середовища. Розподіл агресивних середовищ на неагресивні, слабко-, посередньо- і сильноагрессивные. Виявлення ступеня агресивності середовища. Класифікація ступеня агресивності середовищ стосовно металевим конструкціям з урахуванням впливу метеорологічних факторів, і агресивності газів, подана у вигляді таблиці.

  1. Швидкість корозії.

Чинники, що впливають швидкість корозії. Умови експлуатації металів, схильних до атмосферної корозії.

  1. Основи теорії корозії.

Стадії коррозионного процесу. Ионное стан – вигідна металу стан. Висновок про першопричині корозії.

  1. Класифікація коррозионных процесів.

  • На кшталт руйнацій.

Суцільна корозія: суть і наслідки. Місцева корозія: суть і небезпека. Виразкова, точкова, щелевая, контактна, межкристаллическая місцева корозія, коррозионное розтріскування. Поняття питтингов.

  • По механізму.

  • Хімічна корозія.

Сутність хімічної корозії. Приклади. Каталізатори процесу. Механізм перебігу. Газова корозія.

  • Электрохимическая корозія.

Сутність електрохімічної корозії. Схема процесу. Электрохимическая теорія корозії. Гальванический елемент. Розподіл загальної реакції взаємодії металів та органічного середовища на самостійні электродные процеси. Поняття і класифікація деполяризации. Киснева деполяризация: сутність, схема і стадії процесу, кинетически-диффузный контроль. Типи електрохімічної корозії. Корозія в електролітах: класифікація залежно від характеру середовища, та умовами впливу рідкої середовища на метал. Ґрунтова корозія: особливості, швидкість, впливом геть розвиток біологічних процесів у грунті. Атмосферне корозія: мокра і волога. Корозія за умов механічних впливів: коррозионное розтріскування, втома, кавитация і ерозія.

  1. Методи захисту від корозії.

Проблема захисту металів від коррозионных процесів. Завдання хіміків.

  1. Легирование.

Сутність легування. Правило Таммана.

  1. Захисні плівки.

  2. Грунтовки і фосфатирование.

  3. Электрохимическая захист.

  4. Силикатные покриття.

  5. Цементные покриття.

  6. Покрытия металами.

Основні методи нанесення який покриває шару. Групи металевих покриттів.

  1. Ингибиторы.

Поняття інгібіторів. Класифікація. Ефективність. Приклади.

  1. Застосування противокоррозионных захисних покриттів

  2. Укладання


ВІДПОВІДІ НА ЗАПИТАННЯ


  1. Оцинкованное залізо, проти лудженим, більш довговічно. Чому? Які процеси відбуваються, якби поверхні оцинкованої ємності (відра, бака) є подряпина?

У повсякденному житті людина найчастіше стикається з покриттями заліза цинком і оловом. Листовое залізо, вкрите цинком, називають оцинкованим, а вкрите оловом (луженое) – білої жерстю. Перше багато йде покрівлі будинків, та якщо з другого виготовляють консервні банки. Вже цього можна дійти невтішного висновку у тому, що оцинковане залізо більш довговічно, оскільки покрівлі перебувають у мінливих метеорологічних умовах й більш агресивному кислотному середовищі, ніж консервні банки. Але розберемося із цього питання ширше. І тому я пропоную розглянути схему корозії оцинкованого і лудженого заліза.

При порушенні який покриває шару корозія протікає навіть більше інтенсивно, ніж без покриття. Тріщини і подряпини заповнюються вологою й утворяться розчини. Цинк більш электроотрицателен, ніж залізо, тому його іони переважно переходити в розчин, а залишаються електрони перетікатимуть більш электроположительное залізо, роблячи його катодом. До железу-катоду підходитимуть іони водню і розряджатися, приймаючи електрони. Образующиеся атоми водню об'єднують у молекулу. Отже, потоки іонів розділять, але це полегшує перебіг електрохімічного процесу. Коррозии піддаватиметься цинкове покриття, а залізо на кілька днів буде захищене. На цьому грунтується протекторный метод захисту металів від корозії.

За наявності дефектів на білої жерсті процес корозії інший, ніж для оцинкованого заліза. Олово электроположительнее заліза, тому катодом стає залізо, а олово. Це означає, що розчинення піддається залізо. Через війну корозії шар олова зберігається, а під нею активно коррозирует залізо.


  1. Що таке іржа? Зазначте її складу, запишіть рівняння хімічних реакцій, що відбуваються при освіті іржі.

Ржавчиной називають гідратований оксид заліза. Становить собою вразливий порошок ясно-коричневого кольору.

Корозія заліза то, можливо описана спрощеним рівнянням: 4Fe + 3O2 + 2H2O = 2 Fe2O3 . H2O


22

СОДЕРЖАНИЕ РОБОТИ


  1. Запровадження.

  2. Поняття корозії.

  • Характеристики і сутність коррозионных процесів.

    1. Класифікація коррозионных середовищ.

    2. Швидкість корозії.

    3. Основи теорії корозії.

    4. Класифікація коррозионных процесів:

    • на кшталт руйнацій;

    • за механізмом:

    • хімічна корозія;

    • електрохімічна корозія.

    1. Методи захисту від корозії.

    2. Легирование

    3. Захисні плівки

    4. Грунтовки і фосфатирование

    5. Электрохимическая захист

    6. Силикатные покриття

    7. Цементные покриття

    8. Покрытия металами

    9. Ингибиторы

  • Застосування противокоррозионных захисних покриттів

  • Укладання

  • Список використаної літератури


  • ЗАПРОВАДЖЕННЯ


    Поняття корозії

    Термін корозія походить від латинського слова corrodere, що означає роз'їдати, руйнувати.

    Корозія – це мимовільний процес руйнації матеріалів і виробів із них під хімічним впливом довкілля.

    Корозія металів – руйнація металів внаслідок фізико-хімічного впливу довкілля, у якому метал перетворюється на окислене (іонне) стан і втрачає притаманні їй властивості.

    Там, коли окислювання металу необхідне здійснення будь-якого технологічного процесу, термін «корозія» вживати годі було. Наприклад, не можна казати про корозії розчинної анода в гальванічної ванній, оскільки анод повинен окислятся, посилаючи свої іони в розчин, щоб протікав потрібний процес. Не можна казати про корозії алюмінію під час здійснення алюмотермического процесу. Але фізико-хімічна сутність змін, які з металом переважають у всіх цьому випадку, однакова: метал окислюється.


    Характеристики і сутність коррозионных процесів


    Класифікація коррозионных середовищ

    Середовище, у якій метал піддається корозії (коррозирует) називається коррозионной чи агресивної середовищем. За рівнем на метали коррозионные середовища доцільно розділити на:

    • неагресивні;

    • слабоагрессивные;

    • среднеагрессивные;

    • сильноагрессивные.

    Для визначення рівня агресивності середовища при атмосферної корозії необхідно враховувати умови експлуатації металевих конструкцій будинків та споруд. Ступінь агресивності середовища стосовно конструкціям всередині опалюваних і неопалюваних будинків, будинків без муру і постійно аэрируемых будинків визначається можливістю конденсації вологи, і навіть температурно-влажностным режимом і концентрацією газів і пилу усередині приміщення. Ступінь агресивності середовища стосовно конструкціям на свіжому повітрі, не захищеною від безпосереднього влучення атмосферних опадів, визначається кліматичної зоною - та концентрацією газів і пилу повітря. З урахуванням впливу метеорологічних факторів, і агресивності газів розроблена класифікація ступеня агресивності середовищ стосовно будівельним металевим конструкціям. З урахуванням впливу метеорологічних факторів, і агресивності газів розроблена класифікація ступеня агресивності середовищ стосовно будівельним металевим конструкціям, які у таблиці:

    Відносна

    вологість всередині

    приміщень та

    Ступінь агресивності середовища залежно та умовами експлуатації конструкцій
    характеристика
    всередині зданиий

    кліматичної

    зони


    на відкритому

    повітрі

    за умов

    періодичної конденсації вологи

    без конденсації вологи

    60 %

    суха

    слабка

    слабка

    середня

    сильна

    неагресивна

    слабка

    середня

    середня

    неагресивна

    неагресивна

    слабка

    середня


    61-75 %

    нормальна

    слабка

    середня

    середня

    сильна

    слабка

    середня

    середня

    сильна

    неагресивна

    слабка

    середня

    середня


    більш 75 %

    волога

    середня

    середня

    сильна

    сильна

    слабка

    середня

    сильна

    сильна

    слабка

    середня

    середня

    середня


    Отже, захист металевих конструкцій від корозії визначається агресивністю умов його експлуатації. Найбільш надійними захисними системами металевих конструкцій є алюмінієві і цинкові покриття.


    Швидкість корозії

    Швидкість корозії металів і металевих покриттів в атмосферних умовах визначається комплексним впливом ряду факторів: наявністю лежить на поверхні фазових і адсорбційних плівок вологи, загрязненностью повітря коррозионно-агрессивными речовинами, зміною температури повітря і металу, освітою продуктів корозії тощо.

    Оцінка і розрахунок швидкості корозії мають грунтуватися обліку тривалості і матеріальному коррозионном ефект дії на метал найбільш агресивних чинників.

    Залежно від чинників, які впливають швидкість корозії, доцільно таке підрозділ умов експлуатації металів, піддаються атмосферної корозії:

    1. Закриті приміщення з внутрішніми джерелами тепла і вологи (опалювані приміщення);

    2. Закриті приміщення без внутрішніх джерел тепла і вологи (неопалювані приміщення);

    3. Відкрита атмосфера.


    Основи теорії корозії

    Будь-який коррозионный процес є многостадийным.

    1. Подвод коррозионной середовища чи її компонентів до металу.

    2. Взаємодія середовища з металом.

    3. Повний чи частковий відвід продуктів від поверхні металу (в обсяг рідини, якщо середовище рідка).

    Більшість металів (крім золота, срібла, платини, міді) зустрічаються у природі в іонному стані: оксиди, сульфіди, карбонаты тощо і називаються зазвичай рудами. Ионное стан вигідніше, воно характеризується меншою внутрішньої енергією. Що відчутно і при отриманні металів з руд та його корозії. Поглощенная енергія за відновлення металу з сполук свідчить у тому, що вільний метал володіє більш як високої енергією, ніж металеве з'єднання. Це спричиняє з того що метал, що у контакту з коррозионно-активной середовищем прагне перейти в енергетично вигідне стан із меншим запасом енергії. Першопричиною корозії металу є термодинамическая нестійкість металів в заданої середовищі.


    Класифікація коррозионных процесів

    На кшталт руйнацій

    На кшталт руйнацій корозія буває суцільної прямої і місцевої.

    При рівномірному розподілі коррозионных руйнацій на всю поверхню металу корозію називають рівномірної чи суцільний. Вона технічно нескладне собою небезпеку конструкцій і апаратів, особливо у випадках, коли втрати металів становить технічно обгрунтованих норм. Її наслідки може бути порівняно легко враховані.

    Якщо ж значної частини поверхні металу вільна від корозії і зосереджена на окремі ділянки, що його називаютьмісцевої. Вона набагато небезпечніше, хоча втрат металу можуть і невеликими. Її небезпека у тому, що, знижуючи міцність окремих ділянок, вона різко зменшує надійність конструкцій, споруд, апаратів. Місцевій корозії сприяють морська вода, розчини солей, зокрема галогенидных: хлорид натрію, кальцію, магнію. Особливо великі неприємності пов'язані з хлоридом натрію, який розкидають в зимовий період на шляхах і тротуарах видалення снігу та криги. У присутності солей вони плавляться, і які утворюються розчини стікають в каналізаційні труби. Солі є активаторами корозії і призводять до прискореному руйнації металів, зокрема транспортних засобів і підземних комунікацій. Підраховано, що у США застосування цього солей призводить до втрат у сумі 2 млрд. доларів у зв'язку з корозією двигунів і 0,5 млрд. на додатковий ремонт доріг, підземних магістралей і мостів. Причина ж використання хлориду натрію у його дешевизні. Нині вихід лише одне – вчасно прибирати сніг і вивозити його за звалища. Економічно він біліша ніж виправданий.

    Виразкова (як плям різного розміру), точкова, щелевая, контактна, межкристаллическая корозія - найчастіші на практиці типи місцевої корозії. Точечная - одне з найнебезпечніших. Вона освіти наскрізних поразок, тобто точкових порожнин –питтингов.

    Коррозионное розтріскування виникає за одночасного вплив на метал агресивної середовища проживання і механічних напруг. У металі з'являються тріщини транскристаллитного характеру, які найчастіше призводять до повної руйнації виробів.

    По механізму

    По механізму коррозионного процесу розрізняють дві основні типу корозії: хімічну і электрохимическую. Суворо відокремити одна частка від одного важко, котрий іноді неможливо.

    Під хімічної корозією розуміють взаємодія металевої поверхні з довкіллям, не що супроводжується виникненням електрохімічних (электродных) процесів за українсько-словацьким кордоном фаз. Вона полягає в реакції між металом і агресивним реагентом. Цей вид корозії протікає переважно рівномірно на всю поверхню металу. У зв'язку з цим хімічна корозія менш небезпечна, ніж електрохімічна.

    Прикладом хімічної корозії служать іржавіння заліза і покриття патиною бронзи. У промисловому виробництві метали нерідко нагріваються до високих температур. За цих умов хімічна корозія пришвидшується. Багато хто знає, що у прокатці розпечених шматків металу утворюється окалина. Це типовий продукт хімічної корозії.

    Встановлено, що корозії заліза сприяє його присутність серед ньому сірки. Античні предмети, одержані із заліза, стійкі до корозії саме низькому змісту у тому залозі сірки. Сірка в залозі зазвичай міститься у вигляді сульфидов FeS та інших. У процесі корозії сульфіди розкладаються із сірководню H2P.S, що є каталізатором корозії заліза.

    Механізм хімічної корозії зводиться до реактивної дифузії атомів чи іонів металу крізь поступово утолщающуюся плівку продуктів корозії (наприклад, окалини) і зустрічної дифузії атомів чи іонів кисню. За сучасними поглядам той процес має ионно-электронный механізм, аналогічний процесам електропровідності в іонних кристалах.

    Особливо різноманітні процеси хімічної корозії зустрічаються у різних виробництвах. У атмосфері водню, метану та інших вуглеводнів, оксиду вуглецю (II), сірководню, хлору, серед кислот, соціальній та розплавах солей та інших речовин протікають специфічні реакції з залученням матеріалу апаратів і агрегатів, у яких здійснюється хімічний процес. Завдання фахівців при конструюванні реактора – підібрати метал чи сплав, який було б найбільш стійкий до компонентами хімічного процесу.

    Практично найважливішим виглядом хімічної корозії є взаємодія металу при високих температур з киснем та інші газоподібними активними середовищами (HS, SO , галогены,

    Страница 1 из 3 | Следующая страница

    Схожі реферати:

    Навігація