TYPOWE ŚRODOWISKA AGRESYWNE
Podanie racjonalnej systematyki środowisk agresywnych nie jest zadaniem łatwym ze względu na dużą liczbę kryteriów -ważnych dla praktyki, mogących stanowić podstawę do różnych klasyfikacji. Autorzy niniejszej pracy przyjęli zasadę klasyfikowania środowisk na podstawie ich składu chemicznego. Taka systematyka środowisk jest również zbliżona do systematyki branżowej, u podstaw której leży specyfika poszczególnych gałęzi przemysłu.
W związku z tym celowe jest rozróżnienie następujących środowisk agresywnych:
powietrze (02+N2),
CO + C02,
H20+H2,
d) spaliny (wieloskładnikowa mieszanina, której skład zależy od
warunków spalania i składu paliwa),
S02+02,
H2S+H2,
NH3+H2,
h) węglowodory,
i) chlorowce.
W poprzednim rozdziale omówiono niektóre problemy teoretyczne związane z procesami korozyjnymi wywołanymi równoczesnym działaniem dwu składników agresywnych. Wynika z tego, że zespół zachodzących wówczas zjawisk jest bardzo złożony i jest dzisiaj trudny do wyjaśnienia. Obraz komplikuje jeszcze fakt, że atmosfery agresywne występujące w rzeczywistych warunkach przemysłowych są wieloskładnikowe. Niektóre z tych składników, chociaż występują w środowisku agresywnym w minimalnych ilościach mogą w istotny sposób zakłócić proces korozyjny wywołany głównymi składnikami agresywnymi. Dotyczy to szczególnie związków, które w strumieniu agresywnych gazów w wysokich temperaturach występują w postaci pary. Obniżenie temperatury strumienia gazów powoduje ich wydzielanie się w postaci stałej lub ciekłej na powierzchni elementów metalicznych, co prowadzi do utworzenia mi-krośrodowiska agresywnego o zupełnie odmiennym mechanizmie oddziaływania, powodującym częstokroć duże zwiększenie szybkości niszczenia materiału. Zjawisko takie np. występuje podczas eksploatacji turbin gazowych, kiedy) proces utleniania wywołany bezpośrednim agresywnym działaniem tlenu przechodzi w tzw. korozję gorącą hot corrosion, wywoływaną osadzaniem się na powierzchni elementów metalowych Na2S04, V205 i innych związków zawartych w spalinach. Przejście z korozji gazowej do hot corrosion związane jest — jak to zostanie wykazane niżej — z radykalną zmianą mechanizmu korozji. Również dynamika przepływu strumienia gazowego może w sposób istotny wpływać na agresywne własności danego środowiska korozyjnego. Gdy na przykład materiał pracuje w warunkach, w których ciśnienia par produktów korozji są już znaczne istotne znaczenie dla przebiegu procesu korozyjnego ma prędkość strumienia gazów. Im większa jest prędkość strumienia gazów, tym większa jest szybkość przechodzenia cząsteczek produktu reakcji z powierzchni materiału do fazy gazowej. W tych warunkach stacjonarna grubość warstewki produktów korozji na powierzchni tworzywa jest mniejsza niż wówczas, gdy środowisko gazowe jest nieruchome lub prędkość gazów jest niewielka. Jest to równoznaczne ze zmniejszeniem się bariery dyfuzyjnej, którą muszą pokonać reagenty, aby przereagować ze sobą, a więc równoważne ze wzrostem szybkości korozji. Gdy lotność produktów reakcji jest duża i na powierzchni materiału nie tworzy się warstewka zgorzeliny, wówczas w przypadku determinowania szybkości korozji dyfuzją utleniacza do powierzchni materiału lub dyfuzją produktów reakcji z powierzchni do otaczającego środowiska, wzrost prędkości strumienia gazów powoduje wzrost szybkości reakcji. Szybkość korozji jest stała jedynie w przypadku, gdy jest ona determinowana reakcjami chemicznymi na granicy faz metal-środowisko przy ciśnieniach cząstkowych utleniacza i produktów reakcji na tej granicy niezależnych od prędkości strumienia gazu.
W warunkach dużych prędkości gazów procesom korozyjnym towarzyszy erozja spowodowana bądź tylko dużą prędkością strumienia gazów, bądź też tarciem lub uderzeniami zawiesin stałych o powierzchnię materiału. W zależności od warunków pracy powoduje to bezpośrednie niszczenie powierzchni materiału albo usuwanie z niej warstewki produktów korozji, lub warstwy ochronnej naniesionej w celu polepszenia własności eksploatacyjnych elementu. Stałe produkty korozji oderwane od powierzchni przez strumień gazów stają się z kolei dodatkowym czynnikiem wywołującym erozję.
Amoniak i azot
Atmosfery zawierające tlen jako składnik agresywny
Atmosfery zawierające węgiel i tlen
Chlorowce
Gazy spalinowe zawierające związki siarki
Inne środowiska agresywne
Korozja siarkowa
Korozja w środowisku gazów spalinowych
Metody ochrony materiałów metalicrnych przed korozją wywołaną popiołami
Para wodna
Popioły zawierające związki wanadu
Popiół zawierające siarczany
Powietrze
Siarka elementarna
Siarkowodór
Spalin zawierające popioły
Spaliny zawierające chlorki
Tlenki siarki
Wodór