Protikor zna ochrana materi lov
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 39

Protikorózna ochrana materiálov PowerPoint PPT Presentation


  • 79 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Protikorózna ochrana materiálov. Protikorózna ochrana materiálov. každý zásah do korózneho systému, ktorý bude viesť ku zníženiu korózneho napadnutia materiálu ekonomické požiadavky na konštrukciu požiadavky na iné technické vlastnosti (napr. pevnostné požiadavky).

Download Presentation

Protikorózna ochrana materiálov

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Protikor zna ochrana materi lov

Protikorózna ochrana materiálov


Protikor zna ochrana materi lov1

Protikorózna ochrana materiálov

  • každý zásah do korózneho systému, ktorý bude viesť ku zníženiu korózneho napadnutia materiálu

  • ekonomické požiadavky na konštrukciu

  • požiadavky na iné technické vlastnosti (napr. pevnostné požiadavky)


Protikor zna ochrana materi lov2

Protikorózna ochrana materiálov

  • korózny proces sa u kovov sústreďuje na rozhranie kov – korózne prostredie (elektrolyt)


V ber materi lu

Výber materiálu

  • na výber materiálu vplývajú najmä konštrukčné, technologické, technické a ekonomické aspekty

  • Základné zásady z hľadiska korózie materiálov:

    • zistiť vhodnosť použitia materiálu v danom pracovnom prostredí (termodynamická stálosť, schopnosť pasivácie, ...)

    • brať do úvahy možné okrajové prípady vyskytujúce sa v prevádzke, aj keď sú zriedkavého charakteru

    • analyzovať rovnomernosť zaťaženia (z hľadiska korózie) – možnosť vzniku koróznych makročlánkov, zvlášť u konštrukcií veľkých rozmerov


V ber materi lu1

Výber materiálu

  • Základné zásady z hľadiska korózie materiálov:

    • predbežný výber uskutočňovať zo širokej palety materiálov (kovy, nekovy – organického aj neorganického pôvodu)

    • konečný výber uskutočniť na základe zhodnotenia všetkých informácií o prevádzke zariadenia (finančné náklady, údržba, strata hodnoty zariadenia,...), na základe platných TN (hlavne bezpečnosť, spoľahlivosť a ekológia) a na základe výsledkov koróznych skúšok

    • extrémna minimalizácia nákladov na materiál prináša časté nepredvídané poruchy popr. havárie a naopak výber zbytočne drahého materiálu bez uváženia životnosti konštrukcie zbytočne zvyšuje ekonomické zaťaženie konštrukcie


V ber materi lu2

Výber materiálu

  • Základné zásady z hľadiska korózie materiálov:

    • pri extrémne náročných projektoch je vhodné zvážiť aj možný vývoj materiálu pre konkrétnu aplikáciu – antikorózne legovanie – vhodná úprava zloženia materiálu (zvyšenie pasivovateľnosti, odstránenie faktorov, ktoré spôsobujú náchylnosť na niektorý druh korózie)


Kon truk n z sady obmedzenia kor zneho napadnutia

Konštrukčné zásady obmedzenia korózneho napadnutia

  • správna konštrukcia prispieva ku efektívnemu využitiu vybraného kovového materiálu

  • pri stavbe konštrukcie je potrebné dbať najmä na:

    • zabezpečenie dostatočnej kontroly kvality materiálov (chemické zloženie, štruktúra, stav povrchu materiálu)

    • dbať na správne zaobchádzanie s materiálom – problém nevhodného skladovania polotovarov, poškodenie povrchu materiálu, nauhličenie nehrdzavejúcich ocelí

    • zabezpečiť vhodné technologické postupy pri inštalovaní kovových konštrukcií (vhodnosť zvárania, utesňovania)

  • po uvedení konštrukcie do prevádzky spôsobuje problémy nedostatočná kontrola a údržba


Kon truk n z sady obmedzenia kor zneho napadnutia1

Konštrukčné zásady obmedzenia korózneho napadnutia

  • Nesprávne konštrukčné postupy môžu spôsobiť nasledovné chyby:

    • vznik koróznych makročlánkov (spojenie dvoch rôznych kovov s výrazne rozdielnymi termodynamickými vlastnosťami, prítomnosť prostredia s rôznymi vlastnosťami, vznik povrchu s rôznymi vlastnosťami)

    • lokálne zvýšenie agresivity prostredia v určitej časti zariadenia spôsobené zlým konštrukčným riešením – vznik štrbín, vytvorenie miest na usadzovanie alebo hromadenie agresívnej kvapaliny


Kon truk n z sady obmedzenia kor zneho napadnutia2

Konštrukčné zásady obmedzenia korózneho napadnutia


Kon truk n z sady obmedzenia kor zneho napadnutia3

Konštrukčné zásady obmedzenia korózneho napadnutia


Prava prostredia

Úprava prostredia

  • úpravu prostredia je možné uplatniť iba tam, kde je možné sledovať jeho zloženie (uzavretý systém)

  • zníženie agresivity prostredia je možné uskutočniť:

    • úpravou prostredia znížením obsahu aktívnej zložky

      • zníženie vlhkosti prostredia pod kritickú hodnotu – kondenzáciou, hygroskopickými látkami

      • zachytávaním agresívnych zložiek ako sú SO2, Cl, F, H2S reakciou s inými chemickými zlúčeninami


Prava prostredia1

Úprava prostredia

Korózne skúšky ocele v atmosfére znečistenej 0,01% SO2, 55 dní


Prava prostredia2

Úprava prostredia

  • zamedzením prístupu kyslíka do korózneho uzavretého systému – napr. kontrolou tesnení, správnou technológiou prevádzky, zníženie obsahu kyslíku v kotlových vodách (chemickými alebo fyzikálnymi spôsobmi).

    Fyzikálne sa odstraňuje kyslík za varu v tlakových alebo vákuových odplyňovačoch. Tlakové odplynenie zníži obsah kyslíka na 0,03 mg/l, vákuové na 0,1 mg/l.

    Chemicky sa odstraňuje kyslík filtráciou cez železné triesky alebo cez siričitan sodný. Dá sa dosiahnuť obsah kyslíka 0,01 mg/l


Prava prostredia3

Úprava prostredia

Korózne skúšky ocele v 0,1% NaCl, 1 – za prístupu vzduchu, 2 – v atmosfére dusíka


Prava prostredia4

Úprava prostredia

  • zvýšenie koróznej odolnosti použitím inhibítorov korózie – látky, ktoré po pridaní v malom množstve znižujú korózne napadnutie bez výrazného ovplyvnenia zloženia prostredia

  • inhibítor pôsobí na fázové rozhranie medzi materiálom a prostredím buď zmenou na povrchu kovu, alebo zmenou v difúznej vrstve kvapaliny, pričom jeho úlohou je znížiť rýchlosť čiastkového deja korózie


Prava prostredia5

Úprava prostredia

  • z hľadiska výsledného efektu inhibítorov rozlišujeme:

    • difúzne inhibítory – menia vlastnosti vrstvy prostredia na fázovom rozhraní tak, že znižujú rýchlosť difúzie resp. konvekcie iónov zúčastňujúcich sa koróznej reakcie (kremičitan sodný, glukóza, arabská guma, želatína pre ocele, Al, Zn, ...)

    • povrchové inhibítory – menia vlastnosti povrchu kovu adsorpciou na povrchu (formaldehyd, dimetylsulfid, amylamin, ...)


Elektrochemick ochrana

Elektrochemická ochrana

  • postupy, pri ktorých sa vhodnou polarizáciou chráneného kovu spomalí alebo potlačí korózny dej, pričom rýchlosť korózie klesne na technicky prijateľnú hodnotu

  • rozlišujeme dva základné typy elektrochemickej ochrany:

    • katódová ochrana

    • anódová ochrana


Elektrochemick ochrana kat dov

Elektrochemická ochrana - katódová


Elektrochemick ochrana kat dov1

Elektrochemická ochrana - katódová


Elektrochemick ochrana kat dov2

Elektrochemická ochrana - katódová

  • na dostiahnutie potrebného ochranného potenciálu (E0) je potrebné do systému dodať ochrannú minimálnu prúdovú hustotu i0

  • kov sa posunutím potenciálu na hodnotu ochranného potenciálu dostane do stavu imunity (kov sa stabilizuje – korózne straty sú technicky zanedbateľné)

  • parametre katódovej ochrany

    • ochranný potenciál E0 je prakticky stály

    • ochranná prúdová hustota i0 výrazne závisí od koróznych podmienok – vodivosť, prevzdušnenie, prúdenie prostredia


Elektrochemick ochrana kat dov3

Elektrochemická ochrana - katódová

  • hodnota minimálnej ochranná prúdovej hustoty sa môže znížiť znížením vodivosti celého korózneho systému – napr. vytvorením ochranného povlaku (pasívna ochrana)

  • v praxi sa s katódovou ochranou takmer vždy používa aj pasívna ochrana povlakmi, ktoré by mali mať vysokú odolnosť voči chemickým, biologickým vplyvom a voči alkalizácii prostredia, ktorá je dôsledkom katódovej ochrany


Elektrochemick ochrana kat dov4

Elektrochemická ochrana - katódová

  • k alkalizácii v okolí povrchu chráneného kovu dochádza priebehom reakcie:

    O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

  • pri katódovej ochrane ocelí dochádza ku rozporu teoreticky stanovených ochranných potenciálov a praxou stanovených ochranných potenciálov – teória hovorí o -0,99 V (Cu/CuSO4), prakticky sa pre prostredia pôd a pre väčšinu vôd používa hodnota -0,85 V. Je to spôsobené obsahom ďalších prvkov v prostredí, ako Ca2+, Mg2+, HCO-3


Elektrochemick ochrana kat dov5

Elektrochemická ochrana - katódová


Elektrochemick ochrana kat dov6

Elektrochemická ochrana - katódová

  • podmienky katódovej ochrany môžeme dosiahnuť:

    • ochranou vonkajším zdrojom prúdu – vypočítanou prúdovou hustotou sa splnia podmienky pre stabilizáciu kovu v danom prostredí


Elektrochemick ochrana kat dov7

Elektrochemická ochrana - katódová

  • Materiál anód:

    • uhlíkové ocele – často z odpadového materiálu, rýchlosť spotreby cca. 10 kg/rok pri prúde 1 A

    • grafit – drahšie, ale úbytok je podstatne menší

    • vysokokremíkové liatiny (Fe-0,95C-14,5Si-4,5Cr)

    • titán pokrytý tenkou vrstvou platiny

    • platina

    • zliatiny olova Pb-6Sb-1Ag


Elektrochemick ochrana kat dov8

Elektrochemická ochrana - katódová


Elektrochemick ochrana kat dov9

Elektrochemická ochrana - katódová

  • podmienky katódovej ochrany môžeme dosiahnuť:

    • ochranou obetovanou anódou – tiež nazývaná ako protektorová ochrana – prúd sa získava z chemickej reakcie rozpúšťania, pri ktorej sa uvoľnujú elektróny


Elektrochemick ochrana kat dov10

Elektrochemická ochrana - katódová

  • Materiál obetovaných anód musí spĺňať:

    • elektrochemická sila vytvorená spojením chráneného a chrániaceho kovu musí byť dostatočne veľká, aby bola chránená čo najväčšia plocha

    • ochranný potenciál nesmie byť ovplyvnený anodickou reakciou obetovanej anódy a nesmú vznikať korózne produkty, ktoré by zabránili funkcii obetovanej anódy

    • úbytok na anóde by mal dosahovať iba mieru spôsobenú ochranným prúdom

    • ekonomická dostupnosť materiálu obetovanej anódy a jej ekologickosť


Elektrochemick ochrana kat dov11

Elektrochemická ochrana - katódová

  • Materiály obetovaných anód:

    • zinkové protektory – opt. zloženie: 0,006% Pb, 0,0014 % Fe, 0,06 % Cd, 0,005 % Cu, 0,1-0,3 % Al, zvyšok Zn (legovanie zabráňuje tvorbe koróznych splodín s vyšším odporom)

    • zinkové protektory zabezpečujú pomerne malú elektrochemickú silu, preto sa používajú na ochranu ocelí v prostrediach s nízkym merným odporom – použitie v morskej vode

    • horčíkové protektory – optimálne zloženie: 5,3-6,7 % Al, 2,5-3,5% Zn, min.0,15% Mn, max.0,3 % Si, max.0,05 % Cu, 0,003% Ni, 0,003 % Fe, zvyšok Mg


Elektrochemick ochrana kat dov12

Elektrochemická ochrana - katódová

  • Materiály obetovaných anód:

    • hliníkové protektory – zväčša používané v prostrediach morskej vody, kde pri legovaní zinkom, ortuťou, indiom a cínom nevytvárajú na povrchu pasívne vrstvy (pri obsahu Hg sú toxické)


Elektrochemick ochrana kat dov13

Elektrochemická ochrana - katódová


Elektrochemick ochrana kat dov14

Elektrochemická ochrana - katódová

  • Veľkosť (hmotnosť) anódy:

    kde RS – rýchlosť spotreby anódy, R – doba životnosti v rokoch, I – priemerné prúdové zaťaženie, VF – výkonový faktor (0,9 pri protektoroch, 1 – pri ochrane vonkajším zdrojom), FP – faktor použiteľnosti (0,85 pri protektoroch, 0,5 pri ochrane vonkajším prúdom)


Elektrochemick ochrana kat dov15

Elektrochemická ochrana - katódová

  • priemerné prúdové zaťaženie:

  • I0 = iN.AN + iV.AV

  • IR = iN.(1-P)AN + iV.(Av+P.AN)

    kde I0 – prúd pri inštalácii, IR – prúd po R rokoch, iN – prúdová hustota katódovej ochrany konštrukcie s náterom (v pôde 1,5 mA/m2), iv – prúdová hustota katódovej ochrany konštrukcie bez náteru (v pôde 15 mA/m2), AN resp. AV – plocha s náterom resp. plocha bez náteru, P – predpoklad poškodenia náteru po R rokoch


Elektrochemick ochrana kat dov16

Elektrochemická ochrana - katódová

  • potrubie – chránená plocha 250 m2, nechránená plocha 50m2, životnosť 20 rokov, grafitová anóda (RS=0,45 kg/rok.A), poškodenie po 20 rokoch 40 % (P=0,4)

  • I0 = 250 m2 .0,0015 A/m2 + 50 m2 . 0,015 A/m2 = 1,125 A

  • IR = 0,0015 . (1-0,4).250 + 0,015 . (50 + 0,4.250) = 2,475 A


Elektrochemick ochrana kat dov17

Elektrochemická ochrana - katódová

  • potrubie – chránená plocha 250 m2, nechránená plocha 50m2, životnosť 20 rokov, grafitová anóda (RS=0,45 kg/rok.A), poškodenie po 20 rokoch 50 % (P=0,5)


Elektrochemick ochrana an dov

Elektrochemická ochrana - anódová

  • aplikuje sa iba pri materiáloch, ktoré majú výraznú oblasť pasivity


Elektrochemick ochrana an dov1

Elektrochemická ochrana - anódová

  • chránený kov sa pomocou vonkajšieho zdroja umelo dostane do oblasti pasivity a udržiava sa na určitom potenciáli v rozmedzí potenciálom Epp a Et .


Elektrochemick ochrana an dov2

Elektrochemická ochrana - anódová

  • prevádzkové náklady na anódovú ochranu sú relatívne malé, ale je potrebný veľmi dobrý monitorovací systém

  • veľkosť ochranného prúdu zodpovedá v podstate veľkosti prúdu v pasívnom stave ip

  • využíva sa najmä v chemickom a potravinárskom priemysle na ochranu antikoróznych ocelí v prostrediach silných kyselín, hydroxidov a solí


Elektrochemick ochrana an dov3

Elektrochemická ochrana - anódová

  • materiály katód:

    • mosadz s nanesenou vrstvou platiny – pre akékoľvek prostredie

    • kremíkové liatiny pre kyselinu sírovú

    • meď pre zásadité prostredia

    • nehrdzavejúca oceľ – dusičnany

    • niklové superzliatiny – kyselina sírová, dusičnany


  • Login