coroziune

COROZIUNEA OŢELULUI

COROZIUNEA OŢELULUI

TIPURI DE COROZIUNE

DUPĂ NATURA SURSEI AGRESIVE

ATMOSFERICĂ

SUBTERANĂ

DUPĂ NATURA PROCESULUI

CHIMICĂ

ELECTROCHIMICĂ

TIPURI DE COROZIUNE

Coroziunea atmosferică este cel mai frecvent întâlnită (mai ales în zoneindustriale şi de litoral).

TIPURI DE COROZIUNE

Coroziunea atmosferică Coroziunea atmosfericăpe suprafeţe metalice nevopsite pe suprafeţe metalice vopsite

Coroziunea atmosferică la o îmbinare cu tije (nituri)

TIPURI DE COROZIUNE

TIPURI DE COROZIUNE

Coroziunea la o îmbinare cu şuruburi

TIPURI DE COROZIUNE

Coroziunea fierului (metalului) în soluţie apoasă

Acţiunea electrochimică locală pe suprafaţa oţelului

Coroziunea electrochimică este tipul de coroziune la caredistrugerea metalului se produce în medii agresiveelectrolitice.Este cazul general de distrugere a metalelor.

FACTORII CARE INFLUENŢEAZĂ COROZIUNEA


MATERIALUL din care este alcătuit elementul de construcţie


MEDIUL DE EXPLOATARE al elementului metalic

• EFORTUL la care este supus elementul metalic influenţeazăprin valoare (medie, maximă şi minimă), tensiuneconstantă, concentrator de tensiuni, stare biaxială desolicitare, modul I, II şi III, frecvenţă ciclică, forma undelor.Sursa acestor eforturi o constituie acţiunile în construcţii,tensiunile reziduale, precum şi sarcinile aplicate (ex.: ciclulşi dilataţia termică, vibraţii, presiune, rotaţie etc.).

• GEOMETRIA ELEMENTULUI intervine prin existenţadiscontinuităţilor care intensifică tensiunile, prin generareade potenţiale galvanice, crevase chimice, prin constrângerigeometrice care conduc la apariţia celulelor deconcentraţie.


• TEMPERATURA influenţează negativ coroziunea dacă avem învedere faptul că, la cea mai mare parte a reacţiilor electrochimice, viteza de reacţie creşte odată cu creşterea temperaturii (se poatedubla pentru fiecare creştere de 10˚C). Coroziunea sub tensiune a oţelurilor moi în soluţii de nitraţi este puţin probabilă la 20˚C, darse produce cu o uşurinţă alarmantă la 100˚C. Există de asemenea, multe situaţii practice în care transferul termic se produce la interfaţa metal-soluţie.

• TIMPUL intervine prin modificări chimice la frontiera cristalelor, a microstructurii, modificări de suprafaţă ale depozitelor, ale rezistenţei chimice sau de transfer termic, dezvoltarea defectelorexterioare (puncte de coroziune sau eroziune), ale celulelorocluse.

• Pe lângă aceşti factori menţionaţi, o categorie aparte o constituieFACTORUL UMAN care, printr-o serie de erori, poate influenţanegativ procesul de coroziune.



Evoluţia coroziunii observate pe oţel obişnuit expus mai mulţi ani

în diferite tipuri de atmosfere

Masa de oţel corodată în funcţie de umiditatea relativă în prezenţa

SO2 de 0.01%

Clasa de

corosivitateMediu exterior Mediu interior

C1

Foarte slabă

Spaţii încălzite, cu umiditate relativă scăzută şi cu

atmosferă nepoluantă, ex.: birouri, magazine, şcoli,

hoteluri

C2

Slabă

Atmosfere cu grad redus de poluare

(SO2<12μg/m3), ex.: zone rurale,

oraşe mici

Spaţii neîncălzite în care se poate produce condens,

ex.: depozite, săli de sport (exclusiv bazine de înot)

C3

medie

Atmosfere urbane şi industriale, cu

poluare moderată (SO2: 12...40μg/m3)

sau zone costiere cu concentraţie

scăzută în cloruri

Spaţii de fabricaţie cu umiditate ridicată şi o

poluare redusă a aerului (ex.: industria alimentară,

spălătorii, fabrici de bere, fabrici de lapte)

C4

ridicată

Atmosfere industriale cu poluare

ridicată (SO2: 40...90μg/m3) sau zone

costiere cu concentraţie moderată în

cloruri

Spaţii de fabricaţie cu umiditate şi poluare ridicate

ale aerului (ex.:bazine de înot, piscine, uzine

chimice)

C5-I

Atmosfere industriale cu umiditate şi

poluare ridicate (SO2: 90...250μg/m3)Construcţii sau zone cu condens permanent şi

poluare ridicată

C5-MZone costiere şi marine cu

concentraţie ridicată în cloruri

Construcţii sau zone cu condens permanent şi

poluare ridicată

CLASE DE COROSIVITATE

Exemplificări de medii corespunzătoare claselor de corosivitate (GP 111-04).

COROZIUNE DE SUPRAFAŢĂ:- continuă (uniformă sau neuniformă),

- localizată.

MANIFESTAREA COROZIUNII OŢELULUI

Coroziune de suprafaţă continuă Coroziune de suprafaţă localizată

• COROZIUNE LOCALIZATĂ PUNCTIFORMĂ (PITTING)


Schema coroziunii tip pitting şi forme de manifestare: a-coroziune dezvoltată perpendicular pe suprafaţa metalică,

b.-coroziune dezvoltată paralel cu suprafaţa metalică

• COROZIUNE INTERNĂ:

• intercristalină (localizată la limita dintre cristale,

acolo unde structura este imperfectă),

• transcristalină (secţionează cristalele în zonele cu defecte interioare),

• selectivă (este proprie aliajelor şi se caracterizează

prin distrugerea componentului

cu potenţial mai scăzut ).



• COROZIUNE SUB TENSIUNE MECANICĂ

Tensiunile în cazul fisurării cauzate de procesul de coroziune sub tensiune mecanică

Fisuri produse de coroziune sub tensiune mecanică

• COROZIUNE ÎN CONDIŢII DE OBOSEALĂ

Cumularea efectelor coroziunii şi tensiunii în condiţii de obosealăgrăbeşte apariţia fisurilor. Acest tip de distrugere intervine în cazulelementelor solicitate la frecvenţe joase (oboseală oligociclică), ca deexemplu ciclurile de încălzire-răcire


Schema coroziunii în condiţii de oboseală

CAUZELE PRODUCERII COROZIUNII

conlucrarea a două metale diferite (ex: dacă stratul de protecţiedin zinc al tablelor cutate se degradează, oţelul intră în contact cu electrolitul şi începe acţiunea fier-electrolit-zinc, fierul fiindexpus coroziunii datorită caracterului său electronegativ);

contactul metalului cu incluziunile nemetalice (ex: incluziunile de oxizi, eventualele sufluri dispersate în metal, au o tensiune de dizolvare diferită faţă de fier şi devin electrozi faţă de ei înşişi şide metalul de bază);

pasivarea parţială a oţelului prin acoperirea lui parţială cu oxizisau înveliş neînchis cu oxizi. Când acest strat se degradează, se crează elemente în care metalul devine anod fiind supus astfelcoroziunii;

gradul diferit al prelucrării suprafeţelor metalice (suprafeţele rugoase au potenţialul de electrod mai mic decât al celor netede);

starea de eforturi (fisurile corosive pătrund în adâncul metalului, perpendicular pe direcţia tensiunilor de întindere şi pot evolua în lungul marginilor grăunţilor, provocând fisurarea acestora). Coroziunea oţelului influenţează sensibil caracterul distrugerii prin mărirea pericolului de apariţie a fisurilor ramificate la acţiuni statice şi dinamice; proprietăţile plastice ale metalului sunt diminuate.

contactul metalului cu soluţii care au diferite concentraţii de sare sau oxigen, apariţia temperaturilor diferite pe suprafaţa metalului;

acces neuniform de oxigen, mai ales la nivelul îmbinărilor cu tije.

CAUZELE PRODUCERII COROZIUNII

CRITERII PRINCIPALE PENTRU STABILIREA ŞI ALEGEREA SOLUŢIILOR DE PROTECŢIE ÎMPOTRIVA COROZIUNII

Corelarea între caracteristicile implicate ale materialelor şi clasa de corosivitate preconizată;

Asigurarea protecţiei pentru o diversitate mai mare privind naturamediului, pentru o aceeaşi clasă de corosivitate;

Durabilitatea sistemelor şi produselor de protecţie anticorosivă utilizate; Simplitatea verificării calităţii acestora la executare şi a performanţelor

în timp; Raportul eficacitate/complexitate; Accesibilitatea; Raportul între executarea în atelier şi pe şantier (la montare), în special

sub aspectul asigurării calităţii; Raportul eficacitate/cost total; Raportul cost iniţial/cost de întreţinere.

PROTECŢIA ANTICOROSIVĂ

POSIBILITĂŢI DE REALIZARE A PROTECŢIEI ANTICOROSIVE

Prin acţiune asupra materialului– alegerea raţională a materialului de construcţie;– tratamentul său mecanic, termic sau chimic.

Prin acoperiri protectoare– acoperiri metalice;– acoperiri nemetalice.

Prin acţiune asupra mediului corosiv– variaţia pH-ului agentului agresiv;– îndepărtarea gazelor care intensifică coroziunea;– utilizarea inhibitorilor de coroziune.

Prin acţiune asupra proceselor electrochimice de coroziune– protecţie catodică;– protecţie anodică.

Prin alegerea raţională a tipului de construcţie şi a condiţiilor de exploatare a instalaţiilor




Protecţie prin aliere (oţeluri patinabile, inoxidabile).

Oţeluri aliate cu Cr, Ni, Mo, Cu numite COR-TEN (oţeluri patinabile).

Evoluţia în timp a procesului de coroziune

pentru un oţel obişnuit şi unul patinabil


UTILIZAREA OŢELURILOR PATINABILE

COR-TEN, INDATEN

Palatul Congreselor-Bilbao

Centrul de cercetări

Saint-Gobain,

Aubervilliers, France.


ACOPERIRI PROTECTOARE - exemple de produse:

Acoperiri colorate-un produs arhitectural cu o acoperire

superioară, pentru folosire indiferent de mediu. Se aplică în grosime de 200 µm (grosimea nominală)

Plastisol 200 µm, se aplică cu grosimea nominală de 200 µm.

Proprietăţile tipice ale Plastisolului sunt: rezistenţa excelentă la

abraziune, rezistenţa ridicată împotriva coroziunii, flexibilitatea

superioară şi o rezistenţă foarte bună la zgârieturi.

Celestia este o acoperire plastisol, cu performanţe superioare,

120 µm grosimea nominală, cu un finisaj metalizat. Produsul

standard are pe partea interioară o acoperire de poliester cu

performanţe superioare.


PVDF. Grosimea tipică a acoperirii este de 25–35 µm şi oferă şi o

rezistenţă bună împotriva coroziunii. Se poate folosi într-o climă cu

radiaţii ultraviolete extrem de puternice, în combinaţie cu temperaturi

extreme şi umiditate.

Poliester este un sistem de acoperire universal şi economic, pentru

aplicaţii la exterior şi interior. Grosimea tipică a acoperirii pentru

aplicaţii interioare este de 15 µm, iar pentru aplicaţiile exterioare de 25

µm.

Galvanizarea constă în acoperirea oţelului cu un înveliş de zinc sau aliajedin zinc: Galvalloy este un oţel acoperit prin imersiune cu un aliajeutectic de 255 g/m2 cuprinzând aproximativ 95% de zinc şi 5% dealuminiu în combinaţie cu alte elemente, Acoperirea are aceeaşi grosimeca şi acoperirea din zinc pur 275 g/m2. Galvalloy e substratulsortimentului de acoperiri colorate şi C elestia. Galvatit este oţel zincat

prin imersiune, cu o masă de acoperire standard minimă de 275 g/m2.

Galvatit este substratul pentru oţelul cu acoperire PVDF şi cu

acoperire de poliester.



Protecţie prin concepţia constructivă Prevenirea prinproiectare a coroziunii măreşte siguranţa construcţieimetalice şi reduce cheltuielile de întreţinere.

Se recomandă:• evitarea concentrărilor de eforturi cauzate de reducerile

bruşte de secţiune, de sudurile punctiforme sau întrerupte;• folosirea unui număr redus de elemente puternice, în locul

unui număr mare de elemente cu secţiuni reduse, care necesitănumeroase îmbinări şi deci prezintă zone sensibile lacoroziune;

• studierea posibilităţilor de utilizare a structurilor având baredin secţiuni tubulare, în locul celor alcătuite din profilelaminate cu secţiuni deschise (cornier, U sau dublu T);


• asigurarea accesului la toată suprafaţa laterală a secţiuniielementului, pentru întreţinerea periodică;

• utilizarea secţiunilor la care raportul între perimetru şi arieeste mai redus;

• evitarea îmbinărilor în formă de jgeaburi ascuţite, a zonelorconcave şi a suprafeţelor orizontale mari, care permitcolectarea şi stagnarea prafului şi a apei provenite dinprecipitaţii sau condens;

• adoptarea cu precădere a grinzilor cu secţiune plină în loculcelor cu zăbrele sau cu goluri în inimă, a îmbinărilor sudateîn locul celor cu tije;

• evitarea acţiunii factorilor care favorizează apariţiaprocesului de coroziune, prin utilizarea de tehnologiicorespunzătoare de protecţie.



Protecţie prin concepţia constructivă


Recomandări privind asigurarea accesibilităţii în vederea controlului şi întreţinerii



Protecţie princoncepţia constructivă

Exemple de alcătuiri constructive pentru medii agresive. Se recomandă secţiuni compacte, cu îmbinări sudate




Detaliu existent Detaliu recomandat

Detaliu existent Detaliu recomandat

Exemple de soluţii constructive pentru medii cu umiditate ridicată





APLICAREA SISTEMELOR DE ACOPERIRE ANTICOROSIVĂ

PRIN VOPSIRE

Aplicarea straturilor de acoperire prin vopsire pe elementele noide construcţii se face de regulă înaintea montării acestora. Sepoate accepta ca ultimul strat să se aplice după montare.

Suprafeţele elementelor de construcţie din oţel ce urmează a fiprotejate pot fi:

• acoperite paţial sau în întregime cu ţunder,

• acoperite parţial sau în întregime cu rugină,

• acoperite cu o protecţie temporară (uleiate, fosfatate, protejate cudiverse grunduri),

• zincate la cald prin cufundare în baie,

• acoperite cu straturi de vopsea, având diferite defecte provenitedin transport şi manipulare.

• îndepărtarea murdăriei

• degresare• curăţare mecanică sau

chimică• desprăfuire• aplicarea unei protecţii

temporare (dacă estecazul)

• aplicarea protecţieidefinitive

PREGĂTIREA SUPRAFEŢELOR


APLICAREA SISTEMELOR DE ACOPERIRE ANTICOROSIVĂ PRIN VOPSIRE

INTERVENŢII ASUPRA SISTEMELOR DE PROTECŢIE DETERIORATE

• Deteriorarea, din diverse cauze, a sistemelor de protecţie anticorosivănecesită efectuarea unor intervenţii eficiente care să repună în siguranţăelementul metalic afectat. Cauzele care produc degradări pot fi: modificareamediului agresiv, creşterea temperaturii de exploatare, fenomene mecanice,greşeli de exploatare, greşeli de întreţinere.

• Necesitatea refacerii acoperirilor protectoare este argumentată de gradul de deteriorare.


Sistemul de acoperire Acoperirea cu rugină

Acoperire prin vopsire40 50% (clase de agresivitate 1m şi 2m)

8% (clase de agresivitate 3m şi 4m)

Acoperiri metalice termice 20%

Acoperiri combinate (termice+vopsire

cu uscare la aer şi metalizare+vopsire

cu uscare la aer)

- 20%

- deteriorarea sistemului de acoperire prin

vopsire pe 40% din suprafaţă

INTERVENŢII ASUPRA SISTEMELOR DE PROTECŢIE DETERIORATE

• Refacerea protecţiei se poate realiza prin îndepărtarea celei vechisau prin aplicarea unei protecţii noi peste cea veche, în cazul cândaceasta din urmă nu poate fi îndepărtată. Procedeele de curăţarea suprafeţelor vor fi adecvate cerinţelor sistemelor de protecţiecare urmează să fie aplicate pe acestea.

• Aplicarea unei protecţii anticorosive noi peste protecţia veche seface numai după ce a fost efectuat un test de compatibilitate întrecele două sisteme, pe suprafeţe reprezentative ale lucrării.Încercarea prealabilă de curăţare a suprafeţelor suport permitealegerea unui sistem de remediere, în funcţie de tipul de sistem deprotecţie vechi şi de gradul de curăţare a suprafeţei neacoperite


Date post:	16-Apr-2015
Category:	Documents
Upload:	paulici-micorici
View:	87 times
Download:	4 times

coroziune

Documents