КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Коррозия металлов - разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней их омывающей средой. Протекает на границе металл — окружающая среда. В результате ее металлическое изделие может потерять ряд полезных техиических свойств, например, прочность и пластичность (в том числе поверхностей нагрева, труб, частей машин и сооружений). Коррозия металлов может привести к увеличению трения между движущимися частями машин и приборов, нарушению герметичности аппаратов, а также прямым потерям металлов (около 8% начальной массы). Коррозия металлов классифицируют: по поверхности воздействия — внешнюю, внутреннюю; по геометрическому характеру коррозия разрушений — сплошная, подповерхностная, межкристаллитная, транскристаллитная, избирательная; по характеру взаимодействия металла со средой — химическая и электрохимическая; по типу коррозионной среды — атмосферная, газовая; по характеру дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозийной среды, — под напряжением, при трении, контактная. Внешняя коррозия металлов поверхностей нагрева элементов теплотехнического оборудования зависит от состава продуктов горения и температуры обогреваемых труб. При высоких температуpax и давлениях, больших скоростях и агрессивных реагентах создаются тяжелые условия эксплуатации металлов. Оксиды ванадия, содержащиеся в юле мазута, воздействуя на элементы котла при температуре металла 650 С и выше (подвески поверхностей нагрева, их опоры и др.), вызывают высокотемпературную коррозию, которой подвержены прежде всего стали аустенитного класса. Низкотемпературная коррозия вызывается воздействием серной кислоты H2SO4, пары которой образуются при соединении S0з (получающегося при сжигании сернистого топлива наряду с S02) с водяными парами и конденсируются при относительно невысокой температуре. От низкотемпературной коррозии металлов особенно страдают хвостовые поверхности котлов (в основном воздухоподогреватели), работающих на сернистых мазутах. Для борьбы с ней целесообразно снижать избыток воздуха в топочной камере до уровня аг - 1,02..л,05, так как при этом уменьшается количество образующегося SОз. Зачастуюв мазут добавляют антикоррозийные присадки. Внутренняя коррозия поверхностей нагрева обусловлена в основном электрохимическими процессами. При электрохимической коррозии происходит окисление металла с переходом его ионов в раствор и накоплением эквивалентного количества электронов в металле. В результате появляется разность потенциалов и так называемый "коррозионный" ток. Окислителями являются раствор, в воде газы О2 и СО2. При высоких температуpax наблюдается химическая коррозия, в которой окислителем служит водяной пар. При температуре стали выше 250 С на поверхностях образуется плотная оксидная пленка, препятствующая углублению коррозии. Образованию пленки способствует повышения значение рН воды. Растворенные в воде О2 и СО2 повышают кислотность среды, при этом понижается показатель рН и уменьшается прочность защитной пленки. Кислородная коррозия характеризуется обычно локальными язвинами. Значительное влияние на скорость Км оказывает температура: с ее повышением увеличивается скорость коррозии металлов Однако при этом возможно одновременное удаление части агрессивных агентов и протекание других побочных явлений.
В открытых системах (баках, негерметизированных смешивающих подогревателях) , где при подогреве воды возможно выделение растворенных в ней газов, коррозия металлов вначале увеличивается, а затем уменьшается, так как интенсификация ее под действием повышения температуры компенсируется ее уменьшением вследствие снижения растворимости кислорода. В закрытых системах (поверхностных подогревателях), где отсутствуют условия для удаления кислорода, нагрев воды приводит к непрерывному повышению скорости коррозии металлов. При больших скоростях движения жидкости возникает особенно быстрая и опасная струйная коррозия металлов. Увеличение плотности теплового потока через коррозирующую поверхность повышает скорость коррозии металлов, так как с ростом тепловой нагрузки происходит частичное разрушение защитной пленки из-за термических напряжений в ней. Последние возникают в связи с различными кооффециентами объемного и линейного расширения материала пленки и стали, а также из-за механического воздействия пузырьков пара, интенсивно образующихся на поверхности металла. На скорость коррозии металлов влияют и внутренние факторы: состав и структура металла, деформация и напряжения, обработка поверхности. Наряду со скоростью коррозии металлов большое значение имеет распределение коррозийных напряжений на поверхности изделия. Если коррозия металлов равномерно распределена по всей поверхности, то ее называют равномерной; если сосредоточена на отдельных участках, то — местной (коррозия-питтинг). Чем более неравномерна коррозия металлов, тем она опаснее. Глубокие местные поражения называют коррозий язвами.