Plynová koroze: definice, vlastnosti a způsoby řešení problému

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Mnoho průmyslových odvětví a stavebnictví používá technologické metody zahrnující směsi plynů. Může se jednat například o zpracování dílů pod propanovými hořáky nebo vytvoření ochranného prostředí při svařování pro izolaci obrobku od kyslíku. Za určitých podmínek mohou takové procesy vyvolat korozi plynu - zejména při zvýšené teplotě nebo tlaku. Zvyšuje se chemická aktivita, což negativně ovlivňuje strukturu kovů a slitin. Proto se vyvíjejí speciální prostředky, které těmto jevům předcházejí a bojují s výslednými stopami koroze tohoto druhu.

Stanovení plynové koroze

Tento typ korozního poškození je chemická deformace povrchu kovů při vysoké teplotě. Obvykle se takové jevy vyskytují v metalurgickém, petrochemickém a chemickém průmyslu. NaKe korozi může dojít například při výrobě kyseliny sírové, při syntéze čpavku a tvorbě chlorovodíku. Plynová koroze kovů je také proces oxidační reakce, ke kterému dochází za podmínek s určitým koeficientem vlhkosti v okolním vzduchu. Ne každý plyn však může vyvolat korozi. Nejaktivnějšími směsmi jsou v tomto ohledu oxidy dusíku, oxid siřičitý, kyslík, vodík a halogeny. Pokud jde o předměty ničení, výztužné tyče pecí a kotlů, potrubní sítě, povrchy plynových turbín, prvky spalovacích motorů a slitiny, které jsou podrobeny tepelnému zpracování v metalurgii.

Funkce procesu

V první fázi reakce jsou atomy kyslíku chemisorbovány na povrchu kovu. Hlavní rys této koroze spočívá ve specifikách interakce kyslíku s kovem. Reakce má totiž charakter iontové interakce a tím se odlišuje od typických chemických procesů v oxidu dusnatém. Vazba je silnější, protože atomy kyslíku jsou ovlivněny polem atomů kovů, které jsou pod nimi. Dále probíhají procesy adsorpce kyslíku a za podmínek termodynamické stability se chemisorpční vrstva rychle přeměňuje na oxidový film. V konečném důsledku může plynová koroze vytvářet na povrchu kovu soli, sulfidy a oxidy. Intenzita procesů korozního poškození je ovlivněna vlastnostmi oxidačního činidla (plynného prostředí),mikroklimatické parametry (teplota, tlak a vlhkost) a také aktuální stav samotného objektu chemické reakce.

Ochrana proti korozi plynem legováním

Jedna z nejběžnějších metod ochrany kovu před všemi druhy korozivních procesů. Tato metoda je založena na změně vlastností struktury korodujícího kovu. Legování samo o sobě zahrnuje modifikaci slitiny zaváděním složek, které způsobují pasivaci její struktury. Lze použít zejména wolfram, nikl, chrom atd. Zejména pro plynovou antikorozní ochranu se používají prvky zvyšující tepelnou odolnost a tepelnou odolnost kovu. Proces legování lze provádět jak aplikací speciálních povlaků, tak i ponořením obrobku do plynné fáze modifikujících součástí. V obou případech se zvyšuje odolnost kovu vůči oxidačním procesům. Například pro snížení rychlosti oxidace železného dílu na polovinu při 900 °C je nutné jej legovat slitinou třídy A1 3,5 % a pro čtyřnásobné snížení modifikátorem A1 5,5 %.

Ochranná atmosféra jako prostředek boje proti korozi

Další technika ochrany kovových polotovarů a slitin před korozním poškozením v důsledku oxidace plynu. Ochranné atmosféry mohou být tvořeny argonem, dusíkem a uhlíkovými médii. Pro každý kov se používají specifické směsi plynů. Například litina je chráněna argonem popřsloučeniny oxidu uhličitého a ocel dobře interaguje s vodíkem a dusíkem. Při údržbě hlavních potrubí se tento druh ochrany používá především při provádění montážních svařovacích činností. V konstantním režimu provozu se častěji používá elektrická ochrana plynových sítí proti korozi, kterou technicky provádějí polovodiče s kabelovými obvody. Jedná se o druh elektrochemického antikorozního pláště, který obsahuje prvky anodově ochranné galvanické ochrany ve struktuře.

Použití antikorozních tepelně odolných povlaků

Tato metoda také spočívá ve snížení rychlosti procesu koroze, ale na úkor speciálních tepelně odolných povlaků. Běžně používaná technika nanášení tepelně difúzních vrstev železo-hliník je známá jako termochromizace. Účinnou ochranu poskytuje také keramicko-kovové zpracování kovových dílů a konstrukcí. Mezi výhody takové ochrany proti plynové korozi patří nejen spolehlivý tepelný a mechanický povlak, ale také možnost flexibilní úpravy fyzikálně-chemických vlastností pláště. Jako součást funkční vrstvy lze použít jak žáruvzdorné oxidy, tak kovové komponenty, jako je molybden a wolfram.

Závěr

Specialisté se podílejí na organizaci kontroly antikorozní ochrany, vypracovávání a schvalování projektů pro konkrétní objekty. V Rusku je JSC Mosgaz jedním z největších oddělení pro ochranu plynárenských sítí před korozí. Zaměstnancitéto stavby se zabývají servisem plynárenských zařízení, udržováním optimálního stavu pracovní infrastruktury. Organizace provádí zejména takové práce, jako je montáž instalací elektrochemické ochrany, posuzování nebezpečnosti podzemních plynovodů, rozbory intenzity korozívnosti materiálů apod. K většině prací slouží moderní metrologická zařízení přesně a komplexně prozkoumejte cílové objekty, zda od ní nekorodují.