Эффективность защиты стали с анодным покрытиемот коррозии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА

 

Инженерно-технологический факультет

 

Кафедра химии

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

На тему: Эффективность  защиты стали с анодным покрытиемот коррозии

 

 

 

Выполнил:                                                      Проверил:

Студент группы   ХТН-902                          Руководитель:Кливенко А.Н

______      Старкова А.                                        ________      _____________

(подпись)                                                                     (подпись)                (дата)

________      _____________

(оценка)                (дата)                                 

 

 

Нормоконтролер: ________    Кабдулкаримова К. К  к. х. н.        доцент

                                (подпись)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Семей

2012

 

Содержание

Введение……………………………………………………………….…….3

Глава1. Литературный обзор………………………………………………4

1. Характеристика коррозии……………………………….…...4
1. Понятие коррозии………………………………….……4
2. Виды коррозии…………………………………….…….5
3. Классификация коррозионных сред……………………………..…..6
4. Классификация коррозионных процессов…………………………..7
2. Методы защиты от коррозии…………………………..……...8
3. Анодная защита……… ………………………………….……11

Глава 2. Защита стали от коррозии с помощью анодного протектора………………………………………………..…………...……..20

1. Методика выполнения работы………....……….……...21
2. Обсуждение результатов…………………………….....23

Вывод…………………………………………………...................................25

Список использованной литературы……………………………………....26

Приложение А………………………………………………………………..27

 

 

 

 

 

 

 

Цель курсовой работы.  Целью данной курсовой работы является исследование эффективности защиты от коррозии стали с анодным покрытием.

Введение.

Металлы составляют одну из основ цивилизации на планете  Земля. Их широкое внедрение в  промышленное строительство и транспорт  произошло на рубеже XVIII-XIX. В это  время появился первый чугунный мост, спущено на воду первое судно, корпус которого был изготовлен из стали, созданы  первые железные дороги. Начало практического  использования человеком железа относят к IX веку до нашей эры. Именно в этот период человечество перешло  из бронзового века в железный век.

В XXI веке высокие темпы  развития промышленности, интенсификация производственных процессов, повышение  основных технологических параметров (температура, давление, концентрация реагирующих средств и др.) предъявляют  высокие требования к надежной эксплуатации технологического оборудования и строительных конструкций. Особое место в комплексе  мероприятий по обеспечению бесперебойной  эксплуатации оборудования отводится  надежной защите его от коррозии и  применению в связи с этим высококачественных химически стойких материалов.

Необходимость осуществления  мероприятий по защите от коррозии диктуется тем обстоятельством, что потери от коррозии приносят чрезвычайно  большой ущерб. По имеющимся данным, около 10% ежегодной добычи металла  расходуется на покрытие безвозвратных  потерь вследствие коррозии и последующего распыления. Основной ущерб от коррозии металла связан не только с потерей  больших количеств металла, но и  с порчей или выходом из строя  самих металлических конструкций, т.к. вследствие коррозии они теряют необходимую прочность, пластичность, герметичность, тепло- и электропроводность, отражательную способность и  другие необходимые качества. К потерям, которые терпит народное хозяйство  от коррозии, должны быть отнесены также  громадные затраты на всякого  рода защитные антикоррозионные мероприятия, ущерб от ухудшения качества выпускаемой продукции, выход из строя оборудования, аварий в производстве и так далее.

Защита от коррозии является одной из важнейших проблем, имеющей  большое значение для народного  хозяйства.

Коррозия является физико-химическим процессом, защита же от коррозии металлов – проблема химии в чистом виде.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Литературный обзор
1. Характеристика коррозии.
1. Понятие коррозии.

Термин коррозия происходит от латинского слова corrodere , что означает разъедать, разрушать.

Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения материалов и  изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

Коррозия металлов – разрушение металлов вследствие физико-химического  воздействия внешней среды, при  котором металл переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет присущие ему свойства.

В тех случаях, когда окисление  металла необходимо для осуществления  какого-либо технологического процесса, термин «коррозия» употреблять не следует. Например, нельзя говорить о коррозии  растворимого анода в гальванической ванне, поскольку анод должен окислятся, посылая свои ионы в раствор, чтобы протекал нужный процесс. Нельзя также говорить о коррозии алюминия при осуществлении алюмотермического процесса. Но физико-химическая сущность изменений, происходящих с металлом во всех подобных случаях, одинакова: металл окисляется.

Следовательно, термин «коррозия» имеет не столько научное, сколько  инженерное значение. Правильнее было бы употреблять термин «окисление», независимо от того вредно или полезно  оно для нашей практики.[2]

Коррозия является естественным процессом, обусловленным термодинамической  нестойкостью металлов в условиях службы. Естественно поэтому, что изучение коррозии и разработка методов защиты металлов от нее представляют несомненный  теоретический интерес и имеют  большое народнохозяйственное значение.[3]

2. Виды коррозии.

По механизму протекания процесса различают два типа коррозии металлов: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия - это  коррозийный процесс, протекающий  в средах, не проводящий электрический  ток. Химическая коррозия имеет место, например, при высокотемпературном нагреве стали для горячей обработки давлением или термической обработки. При этом на поверхности металла образуются различные химические соединения - оксиды, сульфиды и другие - в виде пленки.В отдельных случаях образовавшиеся при химической коррозии пленки, особенно сплошные, предохраняют металл от дальнейшей коррозии. Например, алюминий, олово, свинец, никель и хром способны к образованию на поверхности металлов плотных защитных пленок. Пленки же на поверхности стальных и чугунных изделий непрочны, способны к растрескиванию и проникновению коррозии в глубь металла.

Электрохимическая коррозия обычно сопровождается протеканием  электрического тока. Примерами могут  служить ржавление металлических  конструкций и изделий в атмосфере, корпусов судов и стальной арматуры гидросооружений в речной и морской  воде и т. п.[4]

3. Классификация коррозионных сред

Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует) называется коррозионной или агрессивной средой. По степени воздействия на металлы коррозионные среды целесообразно разделить на:

* неагрессивные;

* слабоагрессивные;

* среднеагрессивные;

* сильноагрессивные.

Для определения степени  агрессивности среды при атмосферной  коррозии необходимо учитывать условия  эксплуатации металлических конструкций  зданий и сооружений. Степень агрессивности среды по отношению к конструкциям внутри отапливаемых и неотапливаемых зданий, зданий без стен и постоянно аэрируемых зданий определяется возможностью конденсации влаги, а также температурно-влажностным режимом и концентрацией газов и пыли внутри здания. Степень агрессивности среды по отношению к конструкциям на открытом воздухе, не защищенным от непосредственного попадания атмосферных осадков, определяется климатической зоной и концентрацией газов и пыли в воздухе.[5]

4.   Классификация коррозионных процессов

- По типу разрушений

По характеру коррозионных процессов и месту их распределения  различают сплошную, местную и  межкристаллитную коррозию. Сплошная коррозия характеризуется тем, что  металлическое изделие разрушается  почти равномерно и коррозия охватывает всю его поверхность. Этот вид  коррозии сравнительно легко поддается  контролю и оценке.

Местная коррозия обычно бывает сосредоточенна на отдельных участках поверхности изделия. Это более опасный вид коррозии, так как распространяется на значительную глубину, а следовательно, приводит к потере работоспособности изделий. Чаще всего этот вид коррозии наблюдается в местах механических повреждений поверхности изделий.

Язвенная (в виде пятен различной величины), точечная, щелевая, контактная, межкристаллическая коррозия - наиболее часто встречающиеся в практике типы местной коррозии. Точечная - одна из наиболее опасных. Она заключается в образовании сквозных поражений, то есть точечных полостей – питтингов.

При межкристаллитной коррозии процесс разрушения начинается с  поверхности изделия и распространяется вглубь его, в основном по границам зерен. Межкристаллитная коррозия вызывает хрупкость металла и значительное снижение его несущей способности. Этот часто встречающийся на практике вид коррозии является весьма опасным и обычно имеет место при термической обработке металлов или сварке.

Коррозионное растрескивание возникает при одновременном  воздействии на металл агрессивной  среды и механических напряжений. В металле появляются трещины  транскристаллитного характера, которые  часто приводят к полному разрушению изделий.[2]

- По условия протекания

Коррозия по условиям протекания бывает следующая. Газовая - коррозия металла  в газах при высоких температурах. Коррозия в неэлектролитах (например, коррозия стали в бензине). Атмосферная коррозия различных металлических конструкций на воздухе. Коррозия в электролитах - в проводящих электрический ток жидких средах. Почвенная (например, коррозия подземных трубопроводов). Коррозия внешним током или электрокоррозия (например, коррозия подземной трубы блуждающими токами). Контактная - электрохимическое разрушение металлов, происходящее в результате контакта различных металлов в электролите (например, коррозия деталей из алюминиевых сплавов, соприкасающихся с деталями из меди). Структурная - связанная со структурной неоднородностью металлов; например, ускорение коррозионного процесса чугуна в растворе серной кислоты в результате имеющихся в нем включений графита. Коррозия под напряжением, изменяющимся по значению и знаку, что часто вызывает коррозионную усталость - понижение предела выносливости металла. Коррозия при трении; например, разрушение шейки вала при вращении в морской воде. Щелевая, протекающая в узких щелях и зазорах между отдельными деталями. Биокоррозия - коррозия металлов под воздействием продуктов, выделяемых микроорганизмами, и пота рук человека.[5]

2. Методы защиты от коррозии.

Существуют многочисленные способы защиты металлов от коррозии. Выбор того или иного способа  определяется конкретными условиями  работы и хранения металлических  изделий. Применяются следующие  способы защиты: легирование сталей, нанесение металлических покрытий, электрохимическая защита.

Легирование наиболее надежно  защищает металл от коррозии, причем наиболее эффективно в условиях воздействия  механических напряжений и коррозийной  среды. Легирование позволяет предотвратить  и коррозийное растрескивание изделий.

Так, например, к группе сталей с особыми химическими свойствами относят коррозионно-стойкие стали. Их получают путем введения в углеродистые и низколегированные стали значительных добавок хрома или хрома и  никеля. При содержании хрома 13, 17 и 25% хромистые стали являются не только коррозионно-, но и жаростойкими. Хромоникелевые стали обладают большей коррозионной стойкостью, чем хромистые, и находят широкое применение в химической промышленности.

Механизм защиты сталей от коррозии их легированием различен и  связан либо с повышением коррозионной стойкости всего объема металла, либо с образованием на поверхности  изделия защитных пленок.

Металлические покрытия наносят  на поверхность изделия тонким слоем  металла, обладающего достаточной  стойкостью в данной среде. Металлические  покрытия придают также поверхностным  слоям металлоизделий требуемую  твердость, износостойкость. Различают  два типа металлических покрытий- анодное и катодное. Для железоуглеродистых сплавов таким анодным покрытием может служить покрытие из цинка и кадмия. В воде и во влажном воздухе цинк покрывается слоем основной углекислой соли белого цвета, защищающим его от дальнейшего разрушения. Широкое применение получили цинковые покрытия для защиты арматуры, труб и резервуаров от действия воды и горячих жидкостей.