Корозія будівельних сталей в природних агресивних атмосферах

Металеві конструкції (будівельні, машинобудівні, залізничні і т. П.) Часто експлуатуються на відкритому повітрі, а в ряді випадків в умовах агресивної атмосфери (промислові будівлі, умови сільськогосподарського виробництва, морська вода, атмосфера залізниць, атмосфера промислових виробництв і т. П .).

Це мости, естакади, транспортні галереї, вантажні крани, опори ЛЕП, металеві конструкції портових і підземних споруд, резервуари, сталеві конструкції залізничних вагонів і т. Д.
Атмосферна корозія будівельних металевих конструкцій є, по суті, електрохімічної, оскільки на поверхні металу зазвичай є тонка плівка рідини (навіть в тому випадку, якщо відносна вологість навколишнього атмосфери нижче 100%).
Розглянемо досвідчені дані про швидкість атмосферної корозії сталей.
На прикладі цехів металургійних заводів видно, що в залежності від ступеня агресивності середовища швидкість корозії змінюється більш ніж на порядок і може бути значною, досягаючи в деяких випадках до 1,6 мм / рік.
Лабораторією довговічності металевих конструкцій МІСД в результаті багаторічних досліджень в натурних умовах визначені швидкості корозії конструкцій з різних сталей об’єктів кольорової металургії.
Експлуатаційні середовища за ступенем агресивності були розділені (у напрямку зниження) на 4 групи:

  • I – конструкції експлуатуються при високій відносній вологості повітря, насиченого парами кислот і практично при постійному конденсаті;
  • І – конструкції піддаються впливу середовища, що характеризується високою концентрацією сірчистого ангідриду і підвищеною вологістю повітря;
  • III – цехи, в атмосфері яких концентрація газів і аерозолів нижче, ніж в групі II, а відносна вологість знаходиться приблизно на тому ж рівні;
  • IV – конструкції експлуатуються в сухій атмосфері, де навіть наявність агресивних газів не може викликати інтенсивної корозії.

Спроби підвищити опір атмосферної корозії маловуглецевих сталей проводилися давно. Взагалі, вплив хімічного складу на атмосферну корозію будівельних сталей вивчалося досить докладно. Наприклад, це питання було розглянуто в відомої монографії B.C. Меськин. Їм були зроблені важливі зауваження про сильний розбіжності оцінок впливу різних елементів через об’єктивні методичних труднощів проведення та відтворення експериментів. Було показано позитивний вплив нікелю, хрому, міді, а також комбінації мідь + хром + кремній, особливо хром + кремній + мідь, нікель + фосфор; показано негативний вплив сірки, миш’яку та підвищення вмісту вуглецю.
Кількісне вплив цих елементів розглянуто в роботі. За даними цієї роботи, мідь підвищує корозійну стійкість при утриманні 0,1-0,3%; фосфор надає сприятливу дію, особливо в поєднанні з міддю, при утриманні 0,06-0,1%, але вміст вуглецю при цьому не повинно перевищувати 0,2%. Спеціально відзначено вказане вище негативний вплив марганцю, який знижує корозійну стійкість в атмосфері промислових будівель на 20%, а також сірки при підвищенні її змісту від 0,02 до 0,05%. Останні результати легко пояснити, оскільки низьким опором корозії мають найбільш типові і розповсюджені неметалеві включення в будівельних сталях – сульфіди марганцю.
Нарешті, слід зазначити дані роботи, де наведені результати оптимізації хімічного складу атмосферостійких сталей за даними представницького експерименту (було цілеспрямовано досліджено 50 плавок) з використанням методів планування експерименту, статистичного і регресійного аналізів.
На закінчення необхідно відзначити наступне. Висока атмосферна стійкість стали з фосфором відома давно. Ще на початку століття при будівництві будівель в україни широко використовували сталь з 0,05-0,10% Р. В міжповерхових перекриттях ця сталь дуже добре збереглася до нашого часу. Сталь COR TEN А була розроблена за кордоном в 30-х рр. і детально розглянута в монографії.
Новизна викладених питань полягає в обговоренні поведінки досить вивчених у багатьох відношеннях сталей в невивчених умовах експлуатації, характерних проте для цілих нових галузей промисловості. Про сильній залежності корозійної стійкості матеріалів від середовища можна судити за результатами роботи. Стійкість стали відчували в середовищі мінеральних добрив, змочених водою.
Оцінювали корозійну стійкість чотирьох сталей: СтЗсп, 09Г2Д, а також атмосферостійких сталей марок ЮХНДП і 15ХДГ1. У середовищі аміачної селітри стали по зростанню корозійної стійкості розташовувалися в ряд, близький до зворотного: ЮХНДП, 15ХДП, 09Г2Д, СтЗсп.
З огляду на викладене вище, реальне застосування сталей в промисловості в основному залежить від ступеня агресивності середовища. Ще раз можна підкреслити, що в атмосферах, типових для виробництва сполук фосфору (добрива і ін.), Сталь типу СТЗ не поступається сталей типу COR TEN.

Ссылка на основную публикацию