ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние климатических элементов на коррозию металлов из "Атмосферная коррозия металлов и методы их защиты " Определение коррозионной стойкости металлов, сплавов и средств защиты в различных климатических районах осуществляется на коррозионных станциях, разветвленные сети которых созданы к настоящему времени во всех развитых странах мира. По ориентировочным данным, число постоянных и временно функционирующих коррозионных станций на всех континентах достигает 250—300 единиц. Каждая коррозионная станция характеризуется, как правило, климатическим районом ее размещения и химическим составом атмосферы. По последнему признаку различают сельские, городские, индустриальные и морские станции.. . [c.71] Сельским станциям присущи очень низкие концентрации в атмосфере промышленных газов — менее 10 г/мз и выпадающих минеральных солей — менее 10- г/(м2-сут). Городские станции характеризуются повышенным содержанием в воздухе (до 5 10 г/м ) промышленный газов, чаще всего SO2, пыли и других компонентов. В районах с высокоразвитой промышленностью (металлургической и химической) размещаются индустриальные станции. В этих районах степень загрязнения воздуха агрессивными примесями достигает не менее 10 г/м . Морские станции (помимо испытательных стендов на морских судах) располагаются на расстоянии десятков или сотен метров от моря. Поверхностная концентрация морских солей, оседающих на металлах, иногда превосходит сотни миллиграммов в сутки на 1 м . [c.71] Например, сельская станция в районе г. Звенигорода Московской области находится в подмосковной лесопарковой зоне. В радиусе 20—25 км вокруг станции отсутствуют промышленные предприятия, которые могли бы загрязнять атмосферу. Промышленно-городская станция расположена в одном из промышленно развитых районов г. Москвы. Вокруг территории станции имеются различные промышленные и коммунально-бын товые предприятия и тепловая электростанция. Северная морская станция находится на берегу бухты Дальние Зеленцы (Мурманская обл.). Испытательная площадка со стендами расположена в 200 м от Баренцева моря на высоте 35 м. Субтропическая морская станция расположена на берегу Черного моря в г. Батуми. Испытательная площадка со стендами находится в 50 м от береговой линии на высоте 1 — 1,5 м над уровнем моря, с западной стороны она примыкает к горной речке, а с юга ограничена автомобильной и железной дорогами. Дальневосточная морская станция находится вблизи г. Владивостока и размещена на северном берегу бухты Патрокл на склоне сопки. Испытательная площадка отстоит от береговой линии на 30 м и расположена на высоте 7—10 м над уровнем моря. Помимо базовых станций, на Дальнем Востоке организована сеть (около 30) временных коррозионных станций, размещенных в приморских и континентальных районах этого региона [70]. [c.72] В последние годы установилось международное сотрудничество ИФХ АН СССР с коррозионными станциями стран — членов СЭВ (БНР, ВНР, Кубь , СРВ, ЧССР), а также со станциями Индии. На всех этих станциях реализуются совместные комплексные программы испытаний материалов и средств защиты от коррозии. Ныне имеется реальная возможность оценивать коррозионную стойкость материалов практически во всех климатических районах мира. [c.72] Наибольшая среднемесячная влажность воздуха 80—90% в осенне-зимний, а наименьшая 70—80% в летний периоды. Суточные изменения относительной влажности колеблются зимой от 65 до 100%, а летом от 30 до 100%, Среднемесячная температура в осенне-зимнее время изменяется от —15 до -f5° , в летнее время от -ЫО до +20—25 °С. Число дней с туманом относительно малое. Росы обильные и частые — с июня по сентябрь 800—1000 ч/год. Низовые ветры практически отсутствуют, так как испытательная площадка со всех сторон окружена деревьями. Содержание SO2 в воздухе 24,0 мг/(м2-сут). [c.73] Специальные установки атмосферный испытательный стенд о контролируемой концентрацией агрессивных примесей в воздухе камера искусственного климата Фейтрон сумматор времени увлажнения датчики скорости коррозии гигрограф, термограф, психрометрические термометры, росомер, плювиограф, пиранометр, гелиограф. [c.73] Измеряемый параметр Туман, общая продолжительность Продолжи- тельность снежного покрова преобладающее направление скорость. [c.74] Атмосферные испытательные площадки всех коррозионных станций укомплектованы атмосферными испытательными стендами, жалюзийными будками с комплектом метеорологических приборов. Расположение метеорологических приборов на площадке соответствует требованиям, принятым Гидрометеослужбой СССР. На остальной части площадки расположены стенды, позволяющие одновременно испытывать 10—20 тыс. образцов. [c.76] На станциях проводятся регулярные измерения всех основных метеорологических параметров и параметров загрязнения воздуха (в соответствии с методами, принятыми странами — членами СЭВ). В последние годы разработаны специальные датчики и приборы для автоматической регистрации продолжительности воздействия метеорологических параметров и аэрохимического комплекса атмосферы на металлы [71]. Создано также новое оборудование для проведения ускоренных испытаний материалов в условиях, имитирующих различные-естественные атмосферы (коррозионный мониторингу [72, 73]. [c.76] Специализация испытательной станции, ее климатические характеристики, уровень загрязнения атмосферы, оснащенность научным и испытательным оборудованием, производственными помещениями, научно-тех-ническим персоналом вносятся в паспорт станции при-ее аттестации. Форма паспорта, принятая для климатических станций стран — членов СЭВ, приведена ниже он составлен для Звенигородской коррозионной станции ИФХ АН СССР (табл. 7). [c.76] Коррозионная стойкость металлов оказывается весьма чувствительной к загрязнениям не антропогенной природы . Так, засушливое лето 1972 года сопровождалось массовыми лесными пожарами. Концентрация сернистого газа в этот период поднялась от 5 до 15 мкг/м (кривая 1), соответственно возросла и скорость коррозии (область VI—IX, 1972 г.).. . [c.78] Влияние температуры на скорость коррозии металлов в естественных условиях, особенно в сельской атмосфере, выяснить не удается. Регрессионный анализ многочисленных данных свидетельствует о том, что в области температур от —5° до 25° С скорость коррозии цинка, кадмия, алюминиевыж сплавов изменяется несущественно. Это отчасти связано с тем, что средневзвешенная температура фазовых пленок воды, образующихся при выпадении осадков, изменяется в различных климатических районах в небольшом диапазоне (от 2,5° в районе Мурманска до 12,3° в Батуми). Поэтому во многих климатических зонах температурный фактор атмосферы не оказывает заметного влияния на скорость коррозии (при расчете коррозии на единицу времени увлажнения). Разумеется, что при температурах ниже нуля заметная коррозия может протекать только в сильно загрязненной атмосфере, когда на поверхности металла образуются пленки концентрированных электролитов, температура замерзания которых заметно ниже, чем чистой воды. [c.79] В приморской и морской атмосферах тропических районов осаждение аэрозолей и капель морской воды на нагретую солнцем поверхность металлов приводит к резкому увеличению скорости коррозии. В этом случае коррозия протекает при температуре, создаваемой радиационным нагревом металла. [c.79] При ближайшем рассмотрении оказалось, однако, что подобного рода классификация, основанная в большей степени на внешних признаках, чем на внутренней количественной характеристике структуры системы (т. е. на анализе определенных сочетаний метеорологических элементов и коррозионно-активных примесей), нередко приводит инженеров и конструкторов к ложным выводам. В самом деле, легко показать, что скорость коррозии некоторых металлов или сплавов в сельской атмосфере одного климатического района (как наименее коррозионно-активной) может быть соизмеримой или даже большей, чем в приморской зоне другого климатического района. [c.80] Атмосферную коррозию следует рассматривать как ансамбль процессов, в котором не все связи строго детерминированы и поэтому при количественном расчете не все факторы, влияющие на коррозионное поведение металла, могут быть учтены. Такие плохо организованные системы иногда называют большими системами, поскольку в них необходимо учитывать действие многих разнородных факторов, задающих различные по своей природе, но тесно взаимодействующие процессы [74]. [c.80] В последние годы все более широкое применение в науке и технике находят математические модели. В частности, иногда удается получить модель, основанную на физических законах, что дает возможность вычислить почти точное значение какой-либо величины, зависящей от других параметров. Более сложную задачу представляет построение математических моделей процессов, протекающих в плохо организованных системах, с которыми очень часто встречаются исследователи-корро-зионисты. В этом случае приходится снижать требования, предъявляемые к математическому описанию наблюдаемых явлений. [c.80] В зависимости от масштаба исследуемых полей в метеорологии различают их микроструктуру, мезострук-туру и макроструктуру. Первая охватывает районы до сотен метров, и здесь имеет место локальная однородность и изотропность в трех измерениях. Мезоструктура описывает особенности полей в интервале от километра до десятков километров. В этой области четко проявляется различие между вертикальным и горизонтальным направлениями. Однородность и изотропность приближенно выполняются лишь в горизонтальном направлении. Изменчивость и взаимные связи при пространственных масштабах порядка сотен и более километров описываются статистической макроструктурой [77]. [c.81] Одна из первых математических моделей атмосферной коррозии была разработана Томашовым Н. Д., Бе-рукштис Г. К. и Кларк Г. Б. [67]. Эта модель построена на допущении, что наблюдаемые коррозионные эффекты следует относить ко времени, когда на поверхности металла существуют капельно-жидкие пленки влаги. Несмотря на простоту, модель не получила статистической проверки, что и ограничило ее практическое использование. Из литературы известно много частных выражений, связывающих атмосферную коррозию с метеорологическими параметрами. Однако коэффициенты таких эмпирических уравнений не являются постоянными, их величины зависят от характера климата в местах проведения испытаний. Так, ежемесячная коррозия стали в Токио описывается выражением М = (—1,63 -Ь 0,028Я-Ю,066 + 0,0835) т. [c.82] Вернуться к основной статье