Версия для печати

Коррозия: что это такое и как ее предотвратить?

16 Сентября 2022 г.

За все время существования Саратовский резервуарный завод осуществил более полутора тысяч поставок резервуаров, емкостей и аппаратов различного назначения. Для изготовления металлических конструкций и изделий для нефтегазовой и химической отраслей было использовано более 40 тысяч тонн металла, среди которого углеродистые, низколегированные и нержавеющие марки стали. Выпустив такой объем готовой продукции, сотрудники САРРЗ, включая ИТР, работников складского комплекса, сварочного производства, лаборатории, знают, что такое коррозия металлоконструкций, почему она возникает и как ее предотвратить.

Сначала коррозия учитывается во время проектирования резервуаров: на этапе разработки КМ и КМД подбирается марка стали и рассчитывается толщина изделия с учетом возможных коррозионных изменений в течение срока эксплуатации. Для этого берутся во внимание условия эксплуатации (температура окружающей среды, влажность воздуха, климатические осадки), срок службы, рабочая среда и ее коррозионные свойства. Далее разрабатываются методы антикоррозионной защиты металла как на этапе изготовления, так и на этапах транспортировки, монтажа и последующей эксплуатации.

Все разработанные технические решения выполняются производственным подразделением Завода на этапе хранения, внутренней логистики, изготовления и подготовки к транспортировке Заказчику.

В данной статье мы разберем, что происходит с металлом и как предотвратить появление различных типов коррозии, а также как защитить уже готовую металлоконструкцию.

Коррозия: что происходит с металлом?

Коррозия металла - это результат его взаимодействия с окружающей средой, с кислородом или другим газом или жидкостью, когда происходит окисление атомов металла. Такая коррозия относится к химической. Сам процесс начинается в месте раздела фаз под влиянием коррозионной среды без образования электрического тока. Металл подвергается воздействию кислорода, который растворен в воздухе, в результате чего продукты реакции проявляются непосредственно в месте появления реакции.

Электрохимическая коррозия - это контактная коррозия, которая появляется в результате соприкосновения поверхностей металлов, имеющих большую разницу потенциалов через слой электролита. Пленка оксида толщиной до нескольких микрон покрывает металл и находится на его поверхности при температуре до +80-100ºС. Она образует пассивированный слой и делает металл более коррозионноустойчивым, являясь естественной защитой металла (например, нержавеющих марок). Но при контакте с другим сплавом, у которого потенциал отличается более, чем на 0,2 В, эта пленка разрушается, что приводит к коррозии.

Процесс образования коррозии обычно проходит в три этапа. Сначала коррозионная среда контактирует с металлом. Затем происходит реакция металла и среды, в результате чего продукты реакции отводятся с поверхности металла или частично остаются на ней.

Для удобства расчета эффекта от контакта с коррозионным газом или жидкостью, такие среды делятся на слабо-, средне- и сильноагрессивные. От свойств рабочих сред (т.е. можно считать, коррозионных) зависят как скорость развития коррозии, так и интенсивность ее проявления, а также способы антикоррозионной защиты.

Виды коррозии

Современная металлургическая промышленность сталкивается с несколькими видами коррозий*:

► сплошная, или равномерная коррозия:
Появляется на всей поверхности металла с течением времени; характеризуется полным изменением катодных и анодных участков, в результате чего образуется пленка оксида железа, которая "отпадает" с течением времени, а на ее месте появляется новая.

► местная коррозия (точечная/питтинговая, щелевая):
Является результатом воздействия хлоридов и кислых сред и характеризуется локальным местом образования, но которая приводит к высокой концентрации механических напряжений металла. К внешним условиям, ухудшающими стойкость поверхности, можно отнести высокую температуру, скорость потока (стагнация или наоборот высокая скорость губительны), а также рабочие среды, которые могут образовывать осадок на поверхности металла. Это, в свою очередь, становится причиной появления углублений, вмятин, впадин, полостей, каверн или отверстий на поверхности и дальнейшего растрескивания и образования усталостной и ударной коррозии, кавитации и эрозии-коррозии.

► межкристаллитная коррозия:
Отличается ослаблением внутренних связей между металлическими зернами, в микроскопических пустотах образуются рыхлые продукты коррозии. С внешней же стороны поверхность не меняет свой внешний вид. Результатом является образование трещин, металл теряет прочность и пластичность. Наиболее часто появляется в результате сварочных работ, термообработки или эксплуатации при высоких температурах.

► подповерхностная коррозия:
Сначала образуется на поверхности металла, а затем развивается и во внутренних полостях металла, что может привести к вспучиванию и расслоению материала.

► коррозионное растрескивание под напряжением:
Возникает в металле под воздействием газа или жидкости, при повышении температуры и при достижении растягивающего напряжения ниже предела текучести сплава. Растрескиванию наиболее подвержены нержавеющие марки стали.

На нашем Заводе мы эффективно боремся со всеми видами коррозии, начиная с выполнения термообработки металла или изделия/его части и заканчивая обработкой специальными антикоррозионными составами.

Методы антикоррозионной защиты металла и металлоконструкций на Заводе САРРЗ

Самым предсказуемым типом коррозии является сплошная коррозия, так как она наиболее визуально заметна, ее легко предугадать и с ней легко бороться. Для предупреждения разрушения всей металлоконструкции от сплошной коррозии прогнозируется скорость коррозии с учетом внешних факторов эксплуатации и свойств рабочей среды: проектная толщина изделия увеличивается на расчетную величину прибавки для компенсации коррозии (n мм в год).

Одним из способов предотвратить местную коррозию является выбор устойчивого к такому типу коррозии металла с максимально критической температурой точечной (СРТ) и щелевой (СССТ) коррозии. Наиболее подвержены местной коррозии, а точнее питтинговой, железо и нержавеющая сталь, а также металлы, прошедшие термообработку.

Существуют и другие промышленные методы защиты металлов и сплавов от коррозии. Например, термообработка металла или уже готового изделия, в результате которой углаживается структура металла, уменьшается его внутреннее напряжение и хрупкость и возрастает коррозионная устойчивость.

Электрохимическая защита (катодная или анодная) эффективна в тех случаях, когда велик риск разрушения всего изделия. В таких случаях на месте эксплуатации на металлоконструкцию подается постоянный ток, благодаря которому анодные участки становится катодными, и происходит разрушение анода, а не металла. Такая защита обычно рассчитывается на этапе проектирования антикоррозионной защиты металлоконструкции, но возможно также ее внедрение при обнаружении разрушения металла.

Наиболее распространенным и самым простым способом защиты уже готовой металлоконструкции является обработка поверхностей лакокрасочными материалами или ингибиторами коррозии, замедляющими распространение коррозии и химические процессы на поверхности металла. Перед нанесением антикоррозионных составов поверхности тщательно подготавливаются и зачищаются. Особое внимание уделяется сварным швам: они не должны иметь трещины, разрывы и непровары.

На Саратовском резервуарном заводе в качестве этапа антикоррозионной защиты резервуаров и емкостей проводится пескоструйная и дробеструйная обработка поверхностей, которая заключается в зачистке металла специальным абразивом, подаваемым компрессором через струйный аппарат.

В качестве антикоррозионных ЛКМ для обработки внутренних поверхностей резервуаров и емкостей на Саратовском резервуарном заводе применяются:

• двухкомпонентное эпоксидно-фенольное покрытие HEMPADUR 85671 (также и для внутренней обработки);
• двухкомпонентное эпоксидное самогрунтующееся покрытие Hempadur Quattro 17634 (также и для внутренней обработки);
• химически стойкое высокоструктурированное эпоксидное покрытие АнтикорБЭП и АнтикорБЭП-М;
• двухкомпонентная толстослойная усиленная эпоксидная эмаль MASSCOTANK 11 и др.

Для защиты наружных поверхностей используются:

• алкидная быстросохнущая грунт-эмаль "Люкс";
• полиуретановая цинкнаполненная грунтовка Цинотан;
• полиуретановые эмали Политон-УР и Политон-УР (УФ);
• однокомпонентная быстросохнущая грунт-эмаль ECOMAST 105;
• грунт поверхностного действия ГФ-021;
• толстослойная (мастичного типа) двухупаковочная эпоксидная грунтовочная эмаль ИЗОЛЭП-mastic;
• термостойкая эмаль естественной сушки КО-8111 и др.

Отдельным видом стоит антикоррозионная защита обвалованных и подземных горизонтальных резервуаров, сосудов и дренажных емкостей, которая (защита) должна выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 9.602-2005 "Сооружения подземные. Единая система защиты от коррозии и старения". Наружная поверхность ЕП, РГСп, РГСДп и СУГ подвергается агрессивному воздействию почвы, грунтовых вод и блуждающего тока. Для этого применяется антикоррозионная защита весьма усиленного типа (ВУС) из битумной мастики Технониколь, наносимой в два слоя, и рулонного гидроизоляционного материала ТЕХНОЭЛАСТ ТЕРРА на основе полимерно-битумного вяжущего.

Все используемые методы антикоррозионной защиты на нашем Заводе обеспечивают сохранение целостности металла резервуара или емкости, гарантируют эксплуатацию в период заявленного срока службы изделия при условии соблюдения условий эксплуатации. Инженеры-конструкторы САРРЗ и сотрудники производственного подразделения совместно с крупными поставщиками антикоррозионных материалов разрабатывают только эффективные методы АКЗ, благодаря чему резервуары, емкости, аппараты, сепараторы и иные металлические изделия нашего производства находятся в эксплуатации на объекте в течение всего гарантированного срока службы.

* в статье приведены наиболее распространенные виды коррозии