Углеродистая сталь (обычная углеродистая сталь) — это широко используемый стальной материал с относительно слабой коррозионной стойкостью, однако с помощью некоторых специальных обработок и конструкций ее коррозионную стойкость можно в определенной степени улучшить. Вот некоторые характеристики коррозионной стойкости цистерн из углеродистой стали:
1. Коррозионная стойкость относительно слабая
- Плохая химическая стабильность: основным компонентом углеродистой стали является железо, которое легко реагирует с кислородом и водой во влажном воздухе, образуя ржавчину (\(\rm Fe_2O_3\cdot nH_2O\)), рыхлый оксид, который еще больше ускоряет коррозию стали.
- Гальваническая коррозия: Углеродистая сталь подвержена электрохимической коррозии в растворах электролитов (таких как кислые, щелочные или соленые среды), вызывая анодные и катодные реакции, приводящие к растворению металла.
2. Методы повышения коррозионной стойкости
- Защита поверхностного покрытия
- Лакокрасочное покрытие: Нанесение одного или нескольких слоев антикоррозионной краски на поверхность цистерн из углеродистой стали позволяет эффективно изолировать воздух и влагу, а также предотвратить контакт железа с кислородом и водой. Обычно используемые антикоррозионные краски включают краски на основе эпоксидной смолы, полиуретановые краски и т. д.
- Горячее цинкование: углеродистая сталь погружается в расплавленный цинк для формирования цинкового покрытия на ее поверхности. Цинк более активен, чем железо, и в агрессивной среде он первым подвергается коррозии, тем самым защищая углеродистую сталь. Этот метод защиты с использованием жертвенного анода может значительно продлить срок службы углеродистой стали.
- Пластиковое покрытие: слой пластика (например, полиэтилена, поливинилхлорида и т. д.) наносится на поверхность углеродистой стали, образуя плотную защитную пленку, предотвращающую контакт стали с агрессивными средами.
- Материал подкладки
- Облицовка из стекловолокна (FRP): Слой облицовки из стекловолокна крепится к внутренней стенке цистерны из углеродистой стали. Стеклопластик обладает хорошей коррозионной стойкостью и механической прочностью, а также может эффективно предотвращать эрозию углеродистой стали под воздействием агрессивных сред, таких как кислоты, щелочи и соли.
- Резиновая подкладка: в качестве материала подкладки используется резина. Резина обладает хорошей эластичностью, коррозионной стойкостью и герметизирующими свойствами и может эффективно защищать внутреннюю стенку автоцистерны из углеродистой стали.
- Катодная защита
- Катодная защита с помощью подаваемого тока: при подаче постоянного тока цистерна из углеродистой стали становится катодом, что предотвращает ее электрохимическую коррозию.
- Защита с помощью расходуемых анодов: некоторые металлы, более активные, чем железо (например, цинк, магний и т. д.), устанавливаются на поверхности или внутри цистерны из углеродистой стали в качестве расходуемых анодов. Эти металлы будут подвергаться коррозии в первую очередь, тем самым защищая углеродистую сталь.
3. Применимая среда
- Сухая среда: В сухой среде скорость коррозии углеродистой стали относительно медленная, и ее коррозионная стойкость может быть гарантирована в определенной степени.
- Слабокислая или слабощелочная среда: При наличии надлежащей защиты покрытия цистерны из углеродистой стали могут использоваться в слабокислой или слабощелочной среде, но необходимо регулярно проверять целостность покрытия.
- Нейтральная среда: В нейтральной среде коррозионная стойкость углеродистой стали относительно хорошая, но все равно необходимо принимать определенные антикоррозионные меры.
4. Техническое обслуживание и осмотр
- Регулярно проверяйте покрытие: Регулярно проверяйте покрытие на поверхности цистерны из углеродистой стали, чтобы убедиться в его целостности, наличии повреждений или отслоений. При обнаружении повреждения покрытия его следует своевременно устранить.
- Чистота и сухость: регулярно очищайте поверхность цистерны, держите ее сухой и избегайте длительного контакта с влагой или едкими средами.
- Мониторинг коррозии: Для автоцистерн из углеродистой стали, которые используются в течение длительного времени, может быть установлено оборудование для мониторинга коррозии, позволяющее отслеживать коррозию автоцистерны в режиме реального времени и принимать своевременные меры.
5. Ограничения
- Ускоренная коррозия после повреждения покрытия: если покрытие или облицовочный материал цистерны из углеродистой стали повреждены, коррозионная среда будет напрямую контактировать с углеродистой сталью, что приведет к резкому ускорению коррозии.
- Не подходит для сред с сильными кислотами и щелочами: автоцистерны из углеродистой стали имеют плохую коррозионную стойкость в средах с сильными кислотами (например, концентрированной серной кислотой, соляной кислотой) или сильными щелочами (например, гидроксидом натрия) и обычно требуют использования нержавеющей стали или других коррозионно-стойких материалов.
С помощью вышеперечисленных методов и мер коррозионная стойкость цистерн из углеродистой стали может быть в определенной степени улучшена, однако ее коррозионная стойкость все равно не так хороша, как у нержавеющей стали или других коррозионно-стойких сплавов. При выборе материалов для автоцистерн необходимо учитывать все факторы, связанные с конкретной средой применения и характеристиками среды.