Защита оборудования от коррозии

В процессе эксплуатации металлические конструкционные материалы подвергаются коррозии. Ущерб, приносимый коррозией металлов, связан не только с технологическими потерями, но и выходом из строя металлических конструкций, химических аппаратов, машин, поскольку нарушается их прочность, герметичность, что в конечном итоге может привести к авариям.

По механизму коррозионного действия различают химическую и электрохимическую коррозию.

Электрохимическая коррозия представляет собой взаимодействие металла с раствором электролита, при которой происходит ионизация атомов металла и переход катионов металла в раствор (анодный процесс), а освобождающиеся электроны связываются окислителем (катодный процесс).

Основным показателем скорости коррозии является коррозионная проницаемость, т.е. глубина разрушения металла, выражаемая в миллиметрах в течение года (мм/год). Коррозионную стойкость оценивают по специальной шкале, имеющей десять групп стойкости: к первой группе "совершенно стойкие материалы" относятся материалы со скоростью коррозии менее 0,001 мм/год, к десятой группе "нестойкие материалы" - со скоростью коррозии более 10 мм/ год.

Ниже приведены максимально допустимые значения коррозионной проницаемости материалов для изготовления аппаратуры и оборудования:

Оборудование Коррозионная проницаемость, мм/год

Воздуховоды 0,05

Любые аппараты и ма-

шины 0,1

Менее ценная аппаратура

несложной конструкции 0,3

(емкости, мерники, отстойники)

Материальные трубопроводы 0,5

Сменные детали (мешалки,

детали насосов, вентиляторы,

крышки аппаратов) 1,5

Для изготовления аппаратов, предназначенных для работы с коррозионноактивными веществами и/или при высоких температурах, применяют легированные стали.

- коррозионностойкие (нержавеющие) стали, обладающие стойкостью против химической и электрохимической коррозии (08Х13, 12Х18Н10Т, 14Х17Н2);

- жаростойкие (окалиностойкие) стали, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 5500С и работающие в слабонагруженном состоянии (15Х25Т, 20Х23Н13 и др.);

- жаропрочные стали, работающие при высоких температурах в нагруженном состоянии и обладающие при этом достаточной окалиностойкостью (20Х13, 20Х13Н18 и др.).

Рекомендации по оптимальному применению различных материалов в условиях конкретных производств приводятся в справочной литературе /4,5/.

Эффективная защита технологического оборудования, сооружений от химической коррозии осуществляется за счет: a)

применения конструкционных материалов с коррозионной проницаемостью не более 0,1 мм/год;

б) использования антикоррозионных покрытий (иногда аппараты изготавливают двухслойными: внутренний слой- из высоколегированной стали, а наружный - из низколегированной);

в) выбора оптимальных режимов эксплуатации и конструкции элементов химических аппаратов, исключающих возможность местных перегревов, возникновения застойных зон, которые могут усилить коррозию;

г) применения для замедления скорости коррозии специальных ингибиторов (так, скорость растворения стали в соляной кислоте в присутствии ингибитора ПБ4 снижается в 20-300 раз) /6,7/.

Для борьбы с электрохимической коррозией аппаратов, емкостей, подземных трубопроводов применяются методы катодной и протекторной защиты. При катодной защите пользуются постоянным током от специального внешнего источника (рис. 5).

Рис. 5. Принципиальная схема катодной защиты:

1 – защищаемый трубопровод; 2,4 – дренажные кабели; 3 – источник электрического тока; 5 – анодное заземление

Защищаемый объект (в данном случае трубопровод 1) присоединяют к отрицательному полюсу источника постоянного тока 3 (станция постоянного тока или аккумулятор) и он становится катодом.

В некоторых случаях (защита от коррозии емкостей, подземных трубопроводов, кабелей и других подземных сооружений) используется протекторная защита, являющаяся по принципу действия вариантом катодной защиты. Сущность протекторной защиты можно объяснить на следующем примере: если в стальной аппарат, содержащий электролит, поместить цинковую пластину, то именно она, а не стенка аппарата, станет анодом и будет разрушаться, а стенка аппарата сохранится. Этот метод прост в технической реализации и эксплуатации и не требует постоянного обслуживания (кроме периодической замены пластинки - протектора).