Korosi dan erosi logam: penyebab dan metode perlindungan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Pengaruh eksternal kimia, mekanik, dan listrik sering terjadi di lingkungan pengoperasian produk logam. Akibatnya, dengan perawatan yang tidak tepat dari elemen tersebut, serta mengabaikan standar keselamatan, mungkin ada risiko deformasi dan kerusakan pada struktur dan bagian. Ini karena munculnya proses korosi dan erosi logam, yang dalam jangka panjang berkontribusi pada penghancuran total struktur produk.

Mengapa karat muncul

Dalam reaksi korosif, kondisi penghancuran struktural produk logam dibuat melalui kontak dengan media kimia dan elektrokimia. Dalam kasus pertama, bahan bersentuhan dengan produk minyak, batu bara, garam, dan mineral lainnya. Arus listrik tidak terlibat dalam kasus ini. Media operasi utama dapat berupa gas kering atau cairan non-konduktif. Varietas ringan memiliki efek destruktif terbesar.produk minyak bumi seperti minyak tanah dan bensin. Secara khusus, lambung kapal tanker transportasi lepas pantai dapat dipengaruhi oleh senyawa belerang dan residu asam yang ada dalam komposisinya.

Dalam korosi elektrokimia, ada juga pengaruh arus. Penghancuran kompleks dengan erosi logam akan disertai dengan keausan mekanis. Situasinya dapat diperumit oleh fakta bahwa pengaruh eksternal itu sendiri akan ditentukan oleh karakteristik lingkungan alam - misalnya, reaksi kimia dengan elektrolit dapat terjadi di air laut. Tubuh logam itu sendiri adalah bahan heterogen dalam struktur, yang mengarah pada keberadaan pasangan mikrogalvanik. Merekalah, bersama dengan bagian logam dari struktur, yang bertindak sebagai anoda, menciptakan kondisi untuk proses korosi.

Penyebab erosi

Dalam istilah umum, erosi mengacu pada keausan mekanis, akibatnya produk dapat berubah dalam ukuran, bentuk, berat, dan karakteristik lainnya. Apa penyebab erosi logam? Proses fisik dari pengaruh eksternal yang mengurangi kekuatan mikrovolume dari lapisan permukaan suatu struktur atau bagian yang terpisah. Selain itu, media kerja tidak hanya faktor mekanis, seperti kontak langsung dengan abrasive keras.

Ini bisa berupa media aktif termal, gas, dan kimia, dan mereka dapat bertindak baik secara independen maupun sebagai tambahanfaktor keausan. Misalnya, aliran gas berkontribusi pada pergerakan partikel padat di sirkuit untuk pengiriman campuran kerja melalui pipa, yang memiliki efek destruktif tidak langsung pada permukaan logam.

Metode untuk melindungi logam dari korosi

Praktik menunjukkan bahwa 80% kondisi untuk melindungi bahan dari korosi ditentukan pada tahap persiapan permukaan. Sisanya 20% sudah disediakan selama operasi. Kira-kira rasio yang sama dari efektivitas tindakan perlindungan diamati pada erosi logam, ketika cara meminimalkan keausan benda kerja digunakan.

Area utama perlindungan anti-korosi meliputi struktural, pasif dan aktif. Perlindungan struktural karena penggunaan paduan khusus berdasarkan baja tahan karat, baja Corten, dan logam non-ferrous. Metode aktif melibatkan perubahan struktur material dengan lapisan listrik ganda - metode perlindungan elektrokimia. Adapun metode pasif, mereka melibatkan penggunaan lapisan khusus yang mencegah pembentukan elemen korosif.

Varietas perlakuan panas logam

Sekelompok metode untuk pemrosesan teknologi blanko logam, yang juga berfokus pada perubahan struktural pada lapisan permukaan untuk melindungi dari kerusakan akibat korosi. Jenis pemrosesan berikut dibedakan:

• Anil. Perlakuan panas, di mana logam dipanaskan, diikuti dengan pendinginan bertahap.
• Pengerasan. PADAbaja dan paduannya dapat berfungsi sebagai produk target. Selama pengerasan, struktur mengalami rekristalisasi, dan setelah menahan material pada suhu kritis, pendinginan terjadi. Struktur non-ekuilibrium terbentuk pada bagian yang telah mengalami proses tersebut, yang merupakan faktor pembatas dalam memilih metode ini.
• Liburan. Metode alternatif perlakuan panas logam dalam kaitannya dengan pengerasan, yang juga dapat bertindak sebagai langkah tambahan dalam mengubah struktur. Bagaimanapun, selama penerapannya, tegangan baja yang berlebihan dihilangkan, yang mengarah pada peningkatan kualitas anti-korosi.
• Normalisasi. Pemrosesan mirip dengan anil. Bedanya, saat annealing, pendinginan terjadi di tungku, sedangkan saat normalisasi terjadi di udara.

Metode untuk melindungi logam dari erosi

Arah utama dalam perlindungan bahan logam dari erosi adalah pengembangan lapisan khusus. Secara khusus, metalisasi dalam bentuk penerapan paduan anti-korosi pada benda kerja meningkatkan kualitas kimia dan mekanik struktur. Hasilnya, keausan berkurang dan desain bagian dapat mempertahankan performa sebelumnya.

Lapisan tahan aus non-logam untuk aplikasi tertentu juga sedang dikembangkan. Misalnya, pengikisan logam yang terbentuk pada kondisi permukaan yang bergesekan, sering ditemukan pada bagian-bagian kendaraan. Untuk perlindungan semacam ini, digunakan senyawa seperti intan, keramik, dan gabungan dengan kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi.

Fiturperlindungan erosi gas

Dalam hal ini, penekanannya bukan pada perlindungan mekanis bagian, tetapi pada isolasi kimia-fisik. Baik mode penyimpanan dan penyimpanan bahan khusus, serta pelumas khusus yang mencegah erosi logam dapat digunakan. Perlindungan dan pencegahan keausan juga bergantung pada isolasi termal.

Dalam arah ini, bahan seperti kromium murni dan nairit merek NT digunakan. Kerugian dari kromium adalah ditandai dengan kurangnya ketangguhan dan keuletan. Karena alasan ini, jarang digunakan sebagai elemen insulasi struktural. Adapun nairit, campuran cairan gumming dibuat atas dasar, di mana segel tahan aus monolitik terbentuk.

Metode perlindungan dengan penyemprotan termal

Ini adalah teknologi perlindungan serbaguna yang cocok untuk pencegahan korosi dan isolasi keausan mekanis. Teknik penerapannya terletak pada kenyataan bahwa partikel seng diterapkan ke permukaan bagian dengan jet gas. Tidak seperti metode metalisasi lainnya, metode ini membentuk lapisan pelindung hingga setebal puluhan mikron. Dengan demikian, proses erosi yang terjadi di simpul peralatan teknik, serta di jaringan transportasi dan pipa minyak utama dapat dicegah.

Kesimpulan

Proses dampak negatif pada struktur logam memaksa perusahaan yang beroperasi untuk menghabiskanjumlah yang besar untuk pemeliharaannya. Pada saat yang sama, cara perlindungan yang paling efektif, sebagai suatu peraturan, lebih mahal. Di sisi lain, studi pendahuluan tentang kondisi penggunaan produk untuk risiko pembentukan karat atau erosi logam dapat meminimalkan biaya tersebut. Faktanya adalah bahwa banyak sifat teknis dan pelindung dari struktur kritis ditetapkan pada tahap pemilihan paduan. Dengan memadukan dan memperkenalkan aditif modifikasi pada tahap pembuatan suku cadang, adalah mungkin untuk menyediakannya dengan kualitas perlindungan yang optimal.