CAP. 3-COROZIUNEA O+óELULUI

  • View
    15

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

METAL

Text of CAP. 3-COROZIUNEA O+óELULUI

  • diverse degradri

    deteriorri

    distrugeri ale elementelor metalice,cauzate de:

    procese chimice,

    electrochimice,coroziune sub tensiune ,coroziune de oboseal, bacteriologice etc.

    COROZIUNEA

  • PRODUSE DE COROZIUNE

    CALAMINA

    format n timpul laminrii

    RUGINA

    format la temperatur obinuit n prezena apei

  • TIPURI DE COROZIUNE

    DUP NATURA SURSEI AGRESIVE

    ATMOSFERIC

    SUBTERAN

    DUP NATURA PROCESULUI

    CHIMIC

    ELECTROCHIMIC

  • Coroziunea atmosferic este cel mai frecvent ntlnit (mai ales n zoneindustriale i de litoral).

    Coroziunea atmosferic Coroziunea atmosfericpe suprafee metalice nevopsite pe suprafee metalice vopsite

  • Potenialul de electrod al unui metal are rol esenial n procesul de coroziune.Potenialul de electrod este saltul de tensiune electric cauzat de trecereaionilor de metal n soluia de electrolit. Metalele cu potenial de electrod maresunt electropozitive i nu se corodeaz; metalele cu potenial de electrod micsunt electronegative i se distrug prin coroziune.

  • Coroziunea atmosferic la o mbinare cu tije (nituri)

  • Coroziunea atmosferic la o grind

  • Coroziunea la o mbinare cu uruburi

  • Coroziunea fierului (metalului) n soluie apoas

    Aciunea electrochimic local pe suprafaa oelului

    Coroziunea electrochimic este tipul de coroziune la care distrugerea metalului seproduce n medii agresive electrolitice. Este cazul general de distrugere a metalelor.La anod are loc un proces de oxidare ntre ionii pozitivi ai metalului i anionii soluieide electrolit. La catod are loc un proces de reducere ntre cationii soluiei i electroniimetalului devenii liberi prin trecerea ionilor de metal n soluie.

    Localizarea diferit a acestor procese pe suprafaa metalului expus aciunii agresive produce neomogeniti superficiale de natur chimic, metalografic, cristalin, mecanic a elementului metalic. Datorit prezenei acestora se produc diferene locale de potenial, deci microelemente galvanice, localiznd distrugerea la anod, restul suprafeei lucreaz catodic rmnnd neatacat.

  • MATERIALUL

    MEDIUL DE EXPLOATARE

    EFORTUL

    GEOMETRIA ELEMENTULUI TEMPERATURA TIMPUL

    FACTORUL UMAN

  • MATERIALUL din care este alctuit elementul de construcie

  • MEDIUL DE EXPLOATARE al elementului metalic

  • EFORTUL la care este supus elementul metalic influeneazprin valoare (medie, maxim i minim), tensiuneconstant, concentrator de tensiuni, stare biaxial desolicitare, modul I, II i III, frecven ciclic, forma undelor.Sursa acestor eforturi o constituie aciunile n construcii,tensiunile reziduale, precum i sarcinile aplicate (ex.: cicluli dilataia termic, vibraii, presiune, rotaie etc.).

    GEOMETRIA ELEMENTULUI intervine prin existenadiscontinuitilor care intensific tensiunile, prin generareade poteniale galvanice, crevase chimice, prin constrngerigeometrice care conduc la apariia celulelor deconcentraie.

  • TEMPERATURA influeneaz negativ coroziunea dac avem nvedere faptul c, la cea mai mare parte a reaciilor electrochimice, viteza de reacie crete odat cu creterea temperaturii (se poatedubla pentru fiecare cretere de 10C). Coroziunea sub tensiune a oelurilor moi n soluii de nitrai este puin probabil la 20C, darse produce cu o uurin alarmant la 100C. Exist de asemenea, multe situaii practice n care transferul termic se produce la interfaa metal-soluie.

    TIMPUL intervine prin modificri chimice la frontiera cristalelor, a microstructurii, modificri de suprafa ale depozitelor, ale rezistenei chimice sau de transfer termic, dezvoltarea defectelorexterioare (puncte de coroziune sau eroziune), ale celulelorocluse.

    Pe lng aceti factori menionai, o categorie aparte o constituieFACTORUL UMAN care, printr-o serie de erori, poate influenanegativ procesul de coroziune.

  • Evoluia coroziunii observate pe oel obinuit expus mai muli ani

    n diferite tipuri de atmosfere

    Masa de oel corodat n funcie de umiditatea relativ n prezena

    SO2 de 0.01%

  • Clasa de

    corosivitateMediu exterior Mediu interior

    C1

    Foarte slab

    Spaii nclzite, cu umiditate relativ sczut i cu

    atmosfer nepoluant, ex.: birouri, magazine, coli,

    hoteluri

    C2

    Slab

    Atmosfere cu grad redus de poluare

    (SO2

  • COROZIUNE DE SUPRAFA:- continu (uniform sau neuniform),

    - localizat.

    Coroziune de suprafa continu Coroziune de suprafa localizat

  • COROZIUNE LOCALIZAT PUNCTIFORM (PITTING)Coroziunea punctiform este forma cea mai periculoas deoarece poateconduce la perforarea elementului metalic

    Schema coroziunii tip pitting i forme de manifestare: a-coroziune dezvoltat perpendicular pe suprafaa metalic,

    b.-coroziune dezvoltat paralel cu suprafaa metalic

  • COROZIUNE INTERN:

    intercristalin (localizat la limita dintre cristale,

    acolo unde structura este imperfect),

    transcristalin (secioneaz cristalele n zonele cu defecte interioare),

    selectiv (este proprie aliajelor i se caracterizeaz

    prin distrugerea componentului cu potenial mai sczut ).

  • COROZIUNE SUB TENSIUNE MECANIC

    n procesul de coroziune intervin cu o pondere i tensiunile mecanice care accelereazacest proces iar coroziunea modific starea de tensiuni n elementul metalic.

    Tensiunile n cazul fisurrii cauzatede procesul de coroziune sub tensiune mecanic

  • Apariia coroziunii datorit tensiunilor mecanice este nsoit deobicei de un fenomen de coroziune electrochimic. Zonele cuconcentrri de tensiuni lucreaz anodic n comparaie cu celenetensionate i se corodeaz mult mai intens.

    Evoluia n timp a procesului de fisurare datorit coroziunii sub

    tensiune cuprinde trei faze:

    incubaia sau faza de apariie a microfisurii care depinde demediul coroziv i starea suprafeei materialului;

    dezvoltarea treptat a microfisurii cnd factorii determinani suntmediul coroziv i tensiunea mecanic;

    propagarea spontan a fisurii pn la ruperea elementului care sedatoreaz tensiunilor mecanice i este favorizat de existena nstructura oelului a unor microdefecte.

  • Fisuri produse de coroziune sub tensiune mecanic

  • COROZIUNE N CONDIII DE OBOSEALCoroziunea n condiii de oboseal reprezint un caz particular al coroziuniisub stare de tensiune mecanic. Cumularea efectelor coroziunii i tensiuniin condiii de oboseal grbete apariia fisurilor. Acest tip de distrugereintervine n cazul elementelor solicitate la frecvene joase (obosealoligociclic), ca de exemplu ciclurile de nclzire-rcire.

    Solicitarea la oboseal n mediu necoroziv, implic de obicei apariia uneisingure fisuri, n timp ce solicitarea la oboseal n mediu coroziv presupuneapariia concomitent a mai multor fisuri cu deschideri i lungimi diferite,care se inchid i se deschid ciclic.

    Schema coroziunii n condiii de oboseal

  • conlucrarea a dou metale diferite (ex: dac stratul de proteciedin zinc al tablelor cutate se degradeaz, oelul intr n contact cu electrolitul i ncepe aciunea fier-electrolit-zinc, fierul fiindexpus coroziunii datorit caracterului su electronegativ);

    contactul metalului cu incluziunile nemetalice (ex: incluziunile de oxizi, eventualele sufluri dispersate n metal, au o tensiune de dizolvare diferit fa de fier i devin electrozi fa de ei nii ide metalul de baz);

    pasivarea parial a oelului prin acoperirea lui parial cu oxizisau nveli nenchis cu oxizi. Cnd acest strat se degradeaz, se creaz elemente n care metalul devine anod fiind supus astfelcoroziunii;

  • gradul diferit al prelucrrii suprafeelor metalice (suprafeele rugoase au potenialul de electrod mai mic dect al celor netede);

    starea de eforturi (fisurile corosive ptrund n adncul metalului, perpendicular pe direcia tensiunilor de ntindere i pot evolua n lungul marginilor grunilor, provocnd fisurarea acestora). Coroziunea oelului influeneaz sensibil caracterul distrugerii prin mrirea pericolului de apariie a fisurilor ramificate la aciuni statice i dinamice; proprietile plastice ale metalului sunt diminuate.

    contactul metalului cu soluii care au diferite concentraii de sare sau oxigen, apariia temperaturilor diferite pe suprafaa metalului;

    acces neuniform de oxigen, mai ales la nivelul mbinrilor cu tije.

  • CRITERII PRINCIPALE PENTRU STABILIREA I ALEGEREA SOLUIILOR DE PROTECIE MPOTRIVA COROZIUNII

    Corelarea ntre caracteristicile implicate ale materialelor i clasa de corosivitate preconizat;

    Asigurarea proteciei pentru o diversitate mai mare privind naturamediului, pentru o aceeai clas de corosivitate;

    Durabilitatea sistemelor i produselor de protecie anticorosiv utilizate; Simplitatea verificrii calitii acestora la executare i a performanelor

    n timp; Raportul eficacitate/complexitate; Accesibilitatea; Raportul ntre executarea n atelier i pe antier (la montare), n special

    sub aspectul asigurrii calitii; Raportul eficacitate/cost total; Raportul cost iniial/cost de ntreinere.

  • POSIBILITI DE REALIZARE A PROTECIEI ANTICOROSIVE

    Prin aciune asupra materialului alegerea raional a materialului de construcie; tratamentul su mecanic, termic sau chimic.

    Prin acoperiri protectoare acoperiri metalice; acoperiri nemetalice.

    Prin aciune asupra mediului corosiv variaia pH-ului agentului agresiv; ndeprtarea gazelor care intensific coroziunea; utilizarea inhibitorilor de coroziune.

    Prin aciune asupra proceselor electrochimice de coroziune protecie catodic; protecie anodic.

    Prin alegerea raional a tipului de construcie i a condiiilor de exploatare a instalaiilor

  • POSIBILITI DE REALIZARE A PROTECIEI ANTICOROSIVE

    Protecie prin alie