Metalli korrosiooni ja kaitse tähtsus

Korrosiooni kontseptsioon
Metallimaterjalide ja keskkonnakeskkonna pinna vahel toimuvaid keemilisi ja elektrokeemilisi reaktsioone, mis põhjustavad materjali halvenemist ja kahjustusi, nimetatakse korrosiooniks. Mitte - metalliliste materjalide kiire arendamise korral kasutatakse insenerimaterjalidena üha enam mitte - metallilisi materjale. Alustades sellest reaalsusest, propageerivad paljud korrosiooniteadlased ja maailma - tuntud korrosiooni akadeemilised asutused, laiendades korrosiooni määratlust kõigile ainetele (sealhulgas metallidele ja mittemetallidele). Seetõttu on laiem määratlus: korrosioon on keskkonnategurite põhjustatud aine hävitamine ja halvenemine (jõudluse halvenemine). Enamikul juhtudel kaotavad metallid pärast korrosiooni metallilisi omadusi ja muutuvad sageli stabiilsemaks ühendiks. Näiteks igapäevaelus levinumad probleemid hõlmavad veetorude roostetamist ja oksüdatsiooni metalli kuumutamise ajal.
Termodünaamilisest vaatenurgast on korrosioon spontaanne protsess, mis hävitab materjalide omadused ja põhjustab nende muutumist ionisatsiooni või liitseisundite poole, mille tulemuseks on vaba energia vähenemine.
Vahetult pärast seda, kui inimesed hakkasid metalle kasutama, tõsteti metalli korrosiooni ennetamise küsimus. Juba BC -s kasutas Vana -Kreeka tina raua korrosiooni vältimiseks. Hiinas asuva Shangi dünastia ajal kasutati tina juba vase korrosioonikindluse parandamiseks, mille tagajärjel tekkis tina pronks. Alates 18. sajandist on tööstuse kiire areng loonud tingimused metallmaterjalide korrosiooni teooria tekkimiseks.
Keir täpsustas raua passiivsust lämmastikhappes 1790. aastal, mis kutsus esile metallide hävitamise teadusliku uurimise erinevates meediumites. Holl tõestas 1819. aastal, et raud ei roosteta hapniku puudumisel. Dary tõestas 1824. aastal, et merevesi ei tegutse hapniku puudumisel terasel. Samal aastal pakkus Devi välja tsingi kasutamise põhimõtte terasevormidega laevade kaitsmiseks.
Ionisatsiooni teooria ja Faraday seaduste tekkimine on mänginud olulist rolli korrosiooni elektrokeemilise teooria arengu edendamisel. Dela Rive pakkus välja korrosioonelektrokeemia (mikrobatteooria) kontseptsiooni 1830. aastal, millele järgnes Nernsti seaduse tekkimine, termodünaamiline korrosiooniagramm (E - pH diagramm) ja elektroodi kineetika teooria loomine. 20. sajandi alguses sai korrosiooni distsipliin iseseisvaks teaduseks ja töötas teadusvaldkonnas teatava positsiooni.
Korrosiooniteaduse areng Hiinas on suhteliselt hilja ja arenenud riikidega võrreldes on endiselt oluline lõhe. Selle olukorra muutmiseks loodi 1978. aastal korrosioonikirühm ja moodustati korrosioonikomitee. Koostati korrosioonidistsipliini arenguplaan aastatel 1978–1985 ja loodi korrosiooniuuringuasutus. Samal ajal kiirendati teaduslike ja tehnoloogiliste annete kasvatamist ning Hiina korrosiooniteaduse taseme parandamise edendamiseks tugevdati rahvusvahelisi akadeemilisi vahetusi.
Metalli korrosiooni ja kaitse tähtsus
Metalli korrosioon on otseselt seotud inimeste elu ja vara ohutuse, samuti tööstus- ja põllumajandusliku tootmise ja riigikaitse ehitamisega. Seetõttu on korrosiooniteadus oluline positsioon rahvamajanduses. Metallmaterjalide ulatusliku kasutamise tõttu rahvamajanduse erinevates sektorites, mis söövitava keskkonnameediaga kokkupuutel sageli söövitavad, on olulised probleemid.
Korrosioon toob sageli katastroofilisi tagajärgi. Näiteks 17. septembril 1982 kaldus Jal DC - 8 Jet järsku rajalt, kui maandub Shanghai Hongqiao lennujaamas, põhjustades lennukitele ja reisijatele suuri kahjustusi. Õnnetuse põhjuseks oli see, et lennukipidurisüsteemi kõrgsurvegaasi silindr plahvatas granulaarse stressi korrosiooni tõttu, põhjustades piduripuudulikkust.
Lääne -Virginia ja Ohio vahel Ameerika Ühendriikides varises 15. detsembril 1967 äkki varisedes silla ja jalakäijate jõkke kukkumise, põhjustades 46 surma. Pärast ekspertide hindamist leiti, et terasest tala purunes stressi korrosiooni ja väsimuse kombineeritud mõju tõttu, põhjustades pragusid.
25. aprillil 1955 plahvatas Tianjini tekstiilitehase katla korrosiooni tõttu, põhjustades katla ülemise katte kümnete meetrite kaugusel läbi murda ja lennata, põhjustades 8 surma, 17 rasket vigastust, 52 kergemat vigastust ja majanduslikku kaotust üle 360000 aasta.
20. jaanuaril 2006 toimus Sichuani provintsis asuvas gaasiülekandejaamas torujuhtme leke ja plahvatus, mille tulemuseks oli 10 surma, 3 rasket vigastust ja 47 väiksemat vigastust . 21 leibkondi, mille pindala oli 3040 ruutmeetri suurune, ja gaasiülekande osade plahvatusosa oli 69,05 meetrit. Õnnetuse põhjuseks oli pikk - torujuhtme sise- ja välisseinte termin korrosioon ja torujuhtme pragunemiseni põhjustatud keevitusdefektid.
22. novembril 2013 toimus Qingdaos Donghuangi naftatorustiku lekke- ja plahvatusõnnetus. Enamik eelkohverdatud betoonist katteplaatidest Qinhuangdao maantee sillalt ja truubis põhjaosas ja Zhaitangdao tänavalt lõunaosas Lõuna -Liugongdao maanteede drenaažini. Valatud - paigutavad - Changxingi saare tänava, Tangdao tee ja Zhoushani saare tänava drenaaži alamjooksu betoonist kaaneplaadid, mis on ühendatud Liugongdao tee drenaažiga, kaarekujulised, pragunenud ja osaliselt lõhustatud, kogu pikkusega 5000 meetrit. Plahvatuse põhjustatud mõju ja pritsimine põhjustas 62 surma, 136 vigastust ja otsest majanduslikku kaotust 751,72 miljonit jüaani - saidi remonditöötajate eest, möödudes jalakäijatest, ümbritsevatest üksustest ja kogukonna töötajatest, samuti ajutisi töötajaid Drenage Culvert kõrgemal Qingdao Lidong Chemical Co -is. Plahvatus põhjustas ka ümbritsevate hoonete, mitme sõidukite ja seadmete ning mitme torujuhtmete, elektri, kütte- ja gaasivarustuse mitmesuguseid kahjustusi. Lekkinud toornafta sisenes lähedal asuvasse merepiirkonda drenaaži truubi kaudu, põhjustades Jiaozhou lahe kohalikku reostust. Pinnase kloriidide sisaldus piirkonnas, kus õlitorustik ristub drenaaži truubiga, on kõrge. Loodete muutudes voolab merevesi tagasi drenaaži truubisse ja õlitorustik puutub pikka aega vahelduva kuiva ja niiske merevee söövitava keskkonnaga, põhjustades kiirenenud korrosiooni, hõrenemist ja torujuhtme rebenemist, põhjustades CRIFE -nafta lekkeid ja voolab drenaaži tükiks, põhjustades järgmist.
Lisaks on sellised torujuhtmed nagu tuumaelektrijaamad, kuumoodulid, raketid, laevad, hoiumahutid ning õli- ja keemilised väljad kogenud korrosioonikahjustuste tõttu mitut õnnetust, tekitades suurt ohtu inimeste elule ja põhjustades tõsiseid varakadusid.
Samuti on märkimisväärsed otsesed majanduslikud kahjud, mis on põhjustatud korrosioonikahjustustest. Ameerika Ühendriikide 1969. aasta uuringus moodustasid korrosioonikodade kahjumi 3,5% kogu riiklikust majanduslikust toodangust; Ameerika Ühendriikide 1977. aasta uuringus oli korrosioonikodade kaotus umbes 70 miljardit dollarit, mis võrdub 4,2% -ga kogu riiklikust majanduslikust toodangust. 1974. aasta Jaapani uuringus oli korrosioonikahjum aastas umbes 9,2 miljardit USA dollarit. Statistika kohaselt on kogu maailmas kogu maailmas 100 miljonit tonni korrodeerunud vanade ja kaotatud metalle, moodustades 20–40% aastasest terasest toodangust. Statistika kohaselt lammutatakse üks - kolmandik maailma iga -aastasest metallurgilisest toodangust korrosiooni tõttu, millest kaks - kolmandikku ringlussevõetakse ja taaskasutatakse, ülejäänud ei saa aga ringlusse võtta ja need on hajutatud maapinnale. Muidugi on need lihtsalt otsesed majanduslikud kaotused. Korrosiooni põhjustatud seadmekahjustus põhjustab tootmise seiskumist, vähenenud toodete kvaliteeti, madalat efektiivsust, lekke, emissiooni, tilkumise ja imbumise tõttu ning keskkonnareostuse, plahvatuste, tulekahjude jms kaudseid majanduslikke kaotusi. Seetõttu on korrosiooniseaduste ja korrosioonikahjude lahendamise seaduste uurimine muutunud kiireloomuliseks ja oluliseks probleemiks, millega tuleb tegeleda rahvamajanduses.
Metallmaterjalide ja metallvormide valdkonna tehnikud vastutavad materjali koostise kujundamise, materjali valimise ja materjali kaitse oluliste ülesannete eest. Kaotuse kavandamisel kaitseprobleemide kaalumine kahjude minimeerimiseks nõuab materiaalsete teadlaste ja juhtide teadlikult korrosiooni- ja kaitseseadusi. Seetõttu on korrosiooni ja kaitsetehnoloogia valdamine materjaliteaduse ja tehnika, materiaalse keemia, materjalide moodustamise ja kontrolli spetsialistide põhinõue.