Gaskorrosion: Definition, Merkmale und Möglichkeiten zur Lösung des Problems

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Viele Industrien und das Baugewerbe verwenden technologische Methoden mit Gasgemischen. Dies kann beispielsweise die Bearbeitung von Teilen unter Propanbrennern oder die Bildung von Schutzumgebungen beim Schweißen sein, um das Werkstück von Sauerstoff zu isolieren. Solche Prozesse können unter bestimmten Bedingungen Gaskorrosion hervorrufen – insbesondere bei erhöhter Temperatur oder erhöhtem Druck. Die chemische Aktivität nimmt zu, was sich negativ auf die Struktur von Metallen und Legierungen auswirkt. Daher werden spezielle Mittel entwickelt, um solche Erscheinungen zu verhindern und die entstehenden Korrosionsspuren dieser Art zu bekämpfen.

Bestimmung der Gaskorrosion

Diese Art von Korrosionsschäden ist eine chemische Verformung der Oberfläche von Metallen bei hoher Temperatur. Typischerweise treten solche Phänomene in der metallurgischen, petrochemischen und chemischen Industrie auf. ZuKorrosion kann beispielsweise bei der Herstellung von Schwefelsäure, bei der Synthese von Ammoniak und der Bildung von Chlorwasserstoff auftreten. Auch die Gaskorrosion von Metallen ist ein oxidativer Reaktionsprozess, der unter Bedingungen mit einem bestimmten Feuchtigkeitskoeffizienten in der Umgebungsluft auftritt. Allerdings kann nicht jedes Gas Korrosion hervorrufen. Die aktivsten Mischungen in dieser Hinsicht sind Stickoxide, Schwefeldioxid, Sauerstoff, Wasserstoff und Halogene. Was die Zerstörungsobjekte betrifft, Bewehrungsstäbe von Öfen und Kesseln, Rohrleitungsnetze, Oberflächen von Gasturbinen, Elemente von Verbrennungsmotoren und Legierungen, die einer Wärmebehandlung in der Metallurgie unterzogen werden.

Prozessmerkmale

In der ersten Stufe der Reaktion werden Sauerstoffatome auf der Metalloberfläche chemisorbiert. Das Hauptmerkmal dieser Korrosion liegt in den Besonderheiten der Wechselwirkung von Sauerstoff mit dem Metall. Tatsache ist, dass die Reaktion den Charakter einer ionischen Wechselwirkung hat und sich dadurch von typischen chemischen Prozessen in Dioxid unterscheidet. Die Bindung ist stärker, weil die Sauerstoffatome durch das Feld der darunterliegenden Metallatome beeinflusst werden. Außerdem finden Sauerstoffadsorptionsprozesse statt, und unter thermodynamischen Stabilitätsbedingungen wird die Chemisorptionsschicht schnell in einen Oxidfilm umgewandelt. Letztendlich kann Gaskorrosion Salze, Sulfide und Oxide auf der Metalloberfläche bilden. Die Intensität der Korrosionsschadensprozesse wird durch die Eigenschaften des Oxidationsmittels (gasförmiges Medium) beeinflusst,mikroklimatische Parameter (Temperatur, Druck und Feuchtigkeit) sowie der aktuelle Zustand des chemischen Reaktionsobjekts selbst.

Schutz gegen Gaskorrosion durch Legieren

Eine der gebräuchlichsten Methoden zum Schutz von Metall vor allen möglichen korrosiven Prozessen. Dieses Verfahren basiert auf der Änderung der Eigenschaften der Struktur eines korrodierenden Metalls. Das Legieren an sich beinh altet die Modifizierung der Legierung durch Einbringen von Komponenten, die eine Passivierung ihrer Struktur bewirken. Verwendet werden können insbesondere Wolfram, Nickel, Chrom etc. Speziell für den Gas-Korrosionsschutz werden Elemente verwendet, die die Hitzebeständigkeit und Hitzebeständigkeit des Metalls erhöhen. Der Legierungsprozess kann sowohl durch Aufbringen spezieller Beschichtungen als auch durch Eintauchen des Werkstücks in die Gasphase modifizierender Komponenten erfolgen. In beiden Fällen erhöht sich die Widerstandsfähigkeit des Metalls gegenüber oxidativen Prozessen. Um beispielsweise die Oxidationsrate eines Eisenteils bei 900 °C zu halbieren, muss es mit einer A1-Legierung mit 3,5 % und für eine vierfache Reduktion mit einem A1-Modifikator von 5,5 % legiert werden.

Schutzatmosphäre als Mittel zur Korrosionsbekämpfung

Eine weitere Technik zum Schutz von Metallrohlingen und Legierungen vor Korrosionsschäden durch Gasoxidation. Schutzatmosphären können durch Argon-, Stickstoff- und Kohlenstoffmedien gebildet werden. Für jedes Metall werden spezifische Gasgemische verwendet. Beispielsweise wird Gusseisen durch Argon oder geschütztKohlendioxidverbindungen, und Stahl interagiert gut mit Wasserstoff und Stickstoff. Bei der Instandh altung von Hauptleitungen wird diese Art des Schutzes hauptsächlich bei Montageschweißarbeiten eingesetzt. Im Dauerbetrieb wird häufiger der elektrische Korrosionsschutz von Gasnetzen eingesetzt, der technisch von Halbleitern mit Kabelsch altungen durchgeführt wird. Dies ist eine Art elektrochemischer Korrosionsschutzmantel, der Elemente des anodenschützenden galvanischen Schutzes in der Struktur enthält.

Verwendung von hitzebeständigen Korrosionsschutzbeschichtungen

Diese Methode besteht ebenfalls darin, die Geschwindigkeit des Korrosionsprozesses zu verringern, jedoch auf Kosten spezieller hitzebeständiger Beschichtungen. Eine häufig verwendete Technik zum Aufbringen von Eisen-Aluminium-Thermodiffusionsschichten ist als Thermochromieren bekannt. Auch die Keramik-Metall-Verarbeitung von Metallteilen und -strukturen bietet einen wirksamen Schutz. Zu den Vorteilen eines solchen Schutzes gegen Gaskorrosion gehört nicht nur eine zuverlässige thermische und mechanische Beschichtung, sondern auch die Möglichkeit der flexiblen Modifizierung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Hülle. Als Teil der Funktionsschicht können sowohl hochschmelzende Oxide als auch Metallkomponenten wie Molybdän und Wolfram verwendet werden.

Schlussfolgerung

Spezialisten sind an der Organisation der Kontrolle des Korrosionsschutzes beteiligt und entwickeln und genehmigen Projekte für bestimmte Objekte. In Russland ist JSC Mosgaz eine der größten Abteilungen für den Korrosionsschutz von Gasnetzen. Angestelltedieser Struktur sind mit der Wartung von Gasanlagen beschäftigt und erh alten den optimalen Zustand der Arbeitsinfrastruktur aufrecht. Insbesondere führt die Organisation Arbeiten wie die Installation von elektrochemischen Schutzanlagen, die Bewertung der Gefahr unterirdischer Gasleitungen, die Analyse der Intensität der Korrosivität von Materialien usw. aus. Für die meisten Arbeiten sind moderne messtechnische Geräte gewöhnt Zielobjekte von ihr genau und umfassend auf Korrosion untersuchen.