Rez na kovu: vzorec, poškození, druhy koroze

Rez na kovových konstrukcích vzniká v důsledku fyzikálních a chemických reakcí při interakci kovu a prostředí. V důsledku toho se rozvíjí proces sebezničení, vlastnosti slitiny nebo kovu se zhoršují a produkt se stává nevhodným pro použití. Pro eliminaci negativního vlivu prostředí a ochranu výrobků před korozí zahrnuje výroba kovových konstrukcí stupeň antikorozní ochrany.

Probíhající procesy jsou klasifikovány podle následujících ukazatelů:

• typ vnějšího prostředí;
• rysy ničení;
• podmínky, mechanismus ničení;
• dodatečné vlivy.

V závislosti na vlastnostech procesu může být rez místní nebo úplná. V prvním případě vede vystavení agresivnímu prostředí k vytvoření oxidového filmu, stejně jako vodní kámen nebo stopy rzi. Ale ničení neovlivňuje vnitřní strukturu, to znamená, že je zastaveno zvenčí. Při intenzivní expozici se objeví uvolněná vrstva rzi, která rychle proniká dovnitř a ovlivňuje strukturu.

Механизм

Procesy destrukce korozí lze rozdělit do dvou velkých skupin – chemické a elektrochemické. Liší se v důvodech vzniku rzi a ovlivňují rychlost destrukce slitin nebo kovů.

Chemické korozní procesy zahrnují interakci agresivního prostředí a kovu. V důsledku toho je pozorována oxidace povrchu a redukce oxidačních složek exponovaného prostředí. Tyto produkty spolu aktivně interagují, to znamená, že nedochází k rozdělení prostoru.

Elektrochemické procesy zahrnují interakci slitin nebo kovů s roztoky elektrolytů. Zvláštností je oddělení redukce oxidační složky média a ionizace kovu. Rychlost šíření rzi je ovlivněna elektronickým potenciálem, který řešení má.

Typy v závislosti na prostředí nebo pracovním prostředí

Existuje 10 agresivních prostředí, která způsobují rozvoj koroze povrchu nebo vnitřní struktury. Jsou to atmosférické, radiační, podzemní, biologické, kontaktní, proudové, pod napětím, kavitace, plyny, vibrace. Všechny se liší mechanismem účinku a způsobují destrukci různého stupně.

Atmosférické prostředí se dělí na plyn s vysokou vlhkostí nebo vzduch. Za takových podmínek je pozorováno sebezničení, to znamená, že kovové výrobky se pod vlivem okolního vzduchu začnou pokrývat tenkou vrstvou rzi. Zpočátku je proces pomalý, stopy destrukce jsou snadno odstraněny, struktura není ovlivněna. Ale s rostoucí vlhkostí, nedostatkem ochrany a vlivem dalších faktorů se rychlost zvyšuje a vnitřní vrstvy podléhají destrukci.

Koroze v plynné atmosféře při nízké vlhkosti také způsobuje sebedestrukci kovů, ale jsou zapotřebí další faktory, například prudké zvýšení teploty. Takové podmínky jsou obvykle pozorovány v chemickém a petrochemickém průmyslu. Radiační koroze nastává, když jsou výrobky vyrobené ze slitin a kovů vystaveny radioaktivním polím. Podzemní – negativní vliv půd a půdních vrstev, biologické – pod vlivem mikroorganismů.

Důvody a způsoby ochrany

Hlavní důvody rozvoje koroze jsou:

• nepříznivé vnější prostředí;
• vystavení elektrolytům;
• zničení jednotlivých oblastí, celého povrchu nebo hluboké struktury při absenci ochrany, vysoká vlhkost;
• vliv nepříznivých klimatických podmínek.

Aby se zabránilo vzniku rzi, v průmyslových podmínkách se používají metody antikorozní ochrany, jako je legování, povrchová úprava, kovové a nekovové povlaky a použití obětní a elektrické ochrany. Společnost “StalIntech” nabízí ke koupi elektricky svařované ocelové trubky a další druhy válcovaného kovu z nerezové oceli nebo s naneseným ochranným povlakem. Sortiment zahrnuje různé typy kruhových trubek, včetně bezešvých kruhových trubek, které odpovídají GOST 10704-91 a jsou určeny pro ropný a plynárenský průmysl, strojírenství a další průmyslová odvětví. Můžete zadat objednávku nebo získat další informace na telefonním čísle + 7 (495) 989-1820.

My, prodejci válcovaného kovu, čelíme této posedlosti – rzi, jako nikdo jiný. A víme jistě o škodách způsobených korozí. V tomto článku si řekneme pár slov o tomto problému, jeho projevech, rozsahu.

Škoda, škoda.

Každý viděl ty oranžově hnědé nebo nažloutlé rezavé skvrny na kovových částech. Ekonomické škody způsobené korozí kovů jsou obrovské. V USA a Německu dosahují odhadované škody korozí a náklady na její potírání přibližně 3 % HDP. Ztráty kovů, včetně selhání konstrukcí, výrobků a zařízení, přitom dosahují až 20 % celkové produkce oceli ročně. Pro Rusko nebyly přesné údaje o ztrátách korozí vypočteny.

Je jisté, že to byly zrezivělé kovové konstrukce, které způsobily zřícení několika mostů ve Spojených státech, včetně mnoha obětí. Poškození životního prostředí je také extrémně nepříjemné: únik plynu a ropy v důsledku zničení potrubí vede ke znečištění životního prostředí.

Druhy koroze a její příčiny

Než budeme mluvit o rzi na železe, podívejme se krátce na její další typy.

Ke korozi jsou náchylné nejen kovy, ale i nekovové výrobky. V tomto případě se koroze také nazývá „stárnutí“. Plasty, pryže a další látky podléhají stárnutí. Pro beton a železobeton existuje termín „únava“. Jsou zničeny nebo se zhorší jejich výkonnostní charakteristiky v důsledku chemického a fyzikálního vystavení prostředí. Slitiny kovů – měď, hliník, zinek – také korodují: při jejich korozi se na povrchu výrobku vytvoří oxidový film pevně ulpívající na povrchu, který výrazně zpomaluje další destrukci kovu (a patinu na mědi dává mu také zvláštní kouzlo). Drahé kovy jsou takové nejen pro svou krásu, oceňovanou klenotníky, ale také pro svou odolnost vůči korozi. Zlato a stříbro se stále používají k potahování zvláště citlivých elektronických kontaktů a platina se používá v kosmickém průmyslu.

Kov může v některých oblastech povrchu korodovat (lokální koroze), pokrýt celý povrch (rovnoměrná koroze) nebo zničit kov podél hranic zrn (mezikrystalická koroze). Koroze se s rostoucí teplotou znatelně zrychluje.

Druhy a vzorec rzi

Železo je náchylnější ke korozi. Z chemického hlediska je rez oxidační proces (jako spalování). Prvky vznikající oxidací v kyslíkovém prostředí se nazývají oxidy. Existují 4 hlavní typy.

1. Žlutá rez – chemický vzorec FeO(OH)H2O (oxid železnatý). Vyskytuje se ve vlhkém prostředí chudém na kyslík. Často nalezen pod vodou. V přírodě se vyskytuje ve formě minerálu wustite, přičemž je to oxid monoxid (obsahuje 1 atom kyslíku).

2. Hnědá rez – Fe2O3 (dvojitý oxid železa): roste bez vody a je vzácná.

3. Černá rez – Fe3O4 (tetravalentní oxid železa). Vzniká s nízkým obsahem kyslíku a bez vody, je proto stabilní a šíří se velmi pomalu. Tento oxid je feromagnetický (za určitých podmínek je magnetizován v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole), proto je potenciálně použitelný pro tvorbu supravodičů.

4. Červená rez – chemický vzorec Fe2O3•H2O (oxid železitý). Vyskytuje se pod vlivem kyslíku a vody, nejběžnější typ, proces probíhá rovnoměrně a ovlivňuje celý povrch. Na rozdíl od všech výše uvedených typů oxidace, které nejsou pro železo tak nebezpečné, tato tvoří ve své tloušťce hydroxid železitý, který, když se začne odlupovat, otevírá další a další vrstvy kovu k destrukci. Reakce může pokračovat, dokud není struktura zcela zničena. Používá se při tavení železa a jako barvivo v potravinářském průmyslu. V přírodě se přirozeně vyskytuje pod názvem hematid.

Několik typů koroze se může vyskytovat současně, aniž by se vzájemně zvlášť rušily.

Chemická a elektrochemická koroze

Železo rezaví, pokud obsahuje přísady a nečistoty (např. uhlík) a přichází do styku s vodou a kyslíkem. Pokud je sůl (chlorid sodný a draselný) rozpuštěna ve vodě, reakce se stává elektrochemickou a proces koroze se urychluje. Masivní používání těchto solí jak v domácích chemikáliích, tak pro boj s ledem a sněhem dělá z elektrochemické koroze velmi běžný a nebezpečný jev: ztráty ve Spojených státech z používání solí v zimě dosahují 2,5 miliardy dolarů. Při současném působení vody a kyslíku vzniká hydroxid železitý, který se na rozdíl od oxidu z kovu odlupuje a nijak ho nechrání. Reakce pokračuje buď do úplného zničení železa, nebo dokud systému nedojde voda nebo kyslík.

Elektrochemická koroze může být způsobena bludnými proudy, které vznikají při úniku části proudu z elektrického obvodu do vodných roztoků nebo do půdy a odtud do kovové konstrukce. V místech, kde bludné proudy vycházejí z kovových konstrukcí zpět do vody nebo půdy, dochází k destrukci kovu. Bludné proudy vznikají zvláště často v místech, kde se pohybuje pozemní elektrická doprava (například tramvaje a lokomotivy elektrické dráhy). Bludné proudy o síle 1A jsou schopny za pouhý rok rozpustit 9,1 kg železa, 10,7 kg zinku a 33,4 kg olova.

V druhé části článku vám řekneme, jak můžete své kovové konstrukce ochránit před touto metlou nebo ji porazit, pokud již útočí.