Выбор конструкционного материала и способа защиты для изготовления и хранения раствора серной кислоты (60%)
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?я технологий эксплуатации, износа оборудования вероятность "отказов" и аварий возрастает.
Степень удовлетворенности страны основными средствами защиты металлоконструкций существенно ниже необходимой. В частности, потребность в лакокрасочных покрытиях и ингибиторах удовлетворяется на половину, а в защите готового металлопроката, например, в трубах с покрытиями - менее чем на 30%.
Наибольшие потери от коррозии несут топливно-энергетический комплекс (ТЭК), сельское хозяйство, химия и нефтехимия. Так, потери металла от коррозии составляют: в ТЭК - 30%, химии и нефтехимии - 20%, сельском хозяйстве - 15%, металлообработке - 5%.
Для нахождения путей практического решения тех или иных задач, возникающих в результате коррозионного разрушения различных металлических объектов, необходимо, в первую очередь, понимание законов такого разрушения, т.е. теории коррозии металлов. Это требует рассмотрения общих вопросов, к которым, кроме механизма коррозии металлов, следует отнести такие разделы, как: диагностика конструкций и оборудования потенциально опасных производств и объектов; оценка прочности и остаточного ресурса эксплуатируемых конструкций и оборудования объектов повышенной опасности; разработка ресурсосберегающих технологий сварки и смежных процессов для повышения надежности работы конструкций; сертификация и нормирование, как основа обеспечения качества оборудования; экологические и социально-экономические проблемы обеспечения надежности эксплуатации потенциально опасных объектов. /1/
1. Аналитический обзор
1.1 Механизм коррозии металлов в кислотах
Механизм электрохимической коррозии. Коррозия металла в средах, имеющих ионную проводимость, протекает через анодное окисление металла:
и катодное восстановление окислителя (Ох)
Окислителями при коррозии служат ионы . Наиболее часто при коррозии в кислотах наблюдается выделение водорода
Коррозия с участием ионов водорода называется коррозией с выделением водорода (коррозией с водородной деполяризацией) (рис. 1).
Кроме анодных и катодных реакций при электрохимической коррозии происходит движение электронов в металле и ионов в электролите. Электролитами могут быть растворы солей, кислот, оснований, морская вода, почвенная вода, вода атмосферы, содержащая , , и другие газы.
Рис. 1. Схема коррозии стали в растворе с выделением водорода.
Химическая энергия реакции окисления металла передается не в виде работы, а лишь в виде теплоты. Схема электрохимической коррозии железа в контакте с углеродом приведена на (рис. 1).
На анодных участках происходит реакция окисления железа . На катодных участках происходит восстановление водорода.
Причинами энергетической неоднородности поверхности металла и сплава могут быть неоднородность сплава по химическому и фазовому составам, наличие примесей в металле, пленок на его поверхности и др. На поверхности металла могут быть участки, на которых катодные реакции протекают быстрее (катализируются), чем на других участках. Поэтому катодный процесс в основном будет протекать на участках, которые называются катодными. Наличие участков, на которых катодные реакции протекают быстрее, увеличивает скорость коррозионного процесса. На других участках будет протекать в основном растворение металла и поэтому они называются анодными. /1/
1.2 Материалы устойчивые в растворе
Серная кислота в диапазоне концентраций от 10 до 90%, как известно, особенно коррозионно-активна. Специальные металлы, такие как титан, подвергаются быстрой коррозии в серной кислоте при температурах ниже 100?C. Очень немногие экзотические металлы (цирконий и тантал) могут применяться в серной кислоте выше температуры кипения.
Тантал (Та)
Элемент V группы Периодической системы. Металл стального цвета с синеватым оттенком. Тантал открыт в 1802 г. швед, химиком А.Г. Экбергом. Металлический тантал впервые получил в 1903 г. немецкий химик В. фон Болтон. Тантал в соединениях проявляет преимущественно степень окисления +5. Металлический тантал стоек в большинстве агрессивных сред, в т. ч. в "царской водке". Взаимодействует с и выше 50-100С. /2/
Цирконий (Zr)
Элемент IV группы Периодической системы. Серебристо-белый металл с характерным блеском. Порошкообразный Zr был получен в 1824 г. шведским химиком И. Берцелиусом, а пластичный - в 1925 г. нидерландскими химиками А. ван Аркелом и И. де Буром при термической диссоциации иодидов Zr. Стоек в кипящей при концентрации до 70%. /2/
Свинец (Pb)
Элемент IV группы Периодической системы. Тяжелый металл голубовато-серого цвета, очень мягкий и пластичный (режется ножом). Стоек в растворе при концентрации меньше 96% при комнатной температуре. Скорость коррозии в кипящих растворах, содержащих менее 80% составляет менее 2мм/год; в кипящей 20% - 0,08мм/год. /2/
Хастеллой
Общее название группы коррозионностойких Ni-сплавов систем Ni-Мо и Ni-Cr-Mo. Стойки в , но склонны к межкристаллитной коррозии после нагрева при 600-850С. В России производят хастеллой марок Н70МФ, ХН65МВ и др. /2/
Полимербетон (пластобетон)
Пластобетон является одним из видов бетона, в котором в качестве связывающего вещества применяются термореактивные смолы, такие как полиэфирные и эпоксидные с отвердителями, а также термопластичные смолы. Технология полимербетона не отличается существенно от приготовления обычных цементных бетонов. Приме?/p>