Drevalx

УДК 620.193
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОРРОЗИОННЫХ ПОТЕРЬ ЭЛЕМЕНТОВ
КОНСТРУКЦИЙ ОСНОВНЫХ ФОНДОВ
О.Ю. Древаль
Сумский государственный университет
В данной статье предложен расчет по аналитической зависимости (1) определения коррозионных потерь
металла для конкретного предприятия химической промышленности. После получения результатов
аналитическим методом автор сравнивает данные с фактическими потерями металла вследствие
повышенной коррозии основных фондов в условиях загрязненности атмосферного воздуха.
Проанализировав отклонения между фактическими данными и значениями коррозионных потерь,
полученными в результате расчета, можно определить достоверность предложенной зависимости потерь
металла от времени увлажнения ( ) и концентрации агрессивного компонента (C) в атмосферном воздухе.
В работе [1] для расчета коррозионных потерь автором предлагается следующая аналитическая
зависимость. Данная формула определяет коррозионные потери за первый год эксплуатации ( M )
в г/м2:

0
M   K адс



n
 a  c   
i
i 1
i

адс

0
 K фаз
  фаз   K 1  K 2 ,

(1)
0
0
где K адс
, K фаз
- скорости коррозии соответственно под адсорбционной и фазовой пленками влаги
в условно чистой атмосфере, г/(м2/ч);
 адс ,  фаз - продолжительность увлажнения поверхности адсорбционной и фазовой пленками
влаги, ч/год;
a i - ускорение коррозии под адсорбционной пленкой влаги при наличии в атмосфере i-го
коррозионно-активного агента в воздухе
(см. таблицу 2);
сi  - концентрация i-го коррозионно-активного агента в воздухе;
K 1 - коэффициент, учитывающий влияние продуктов коррозии на скорость коррозии;
K 2 - коэффициент, учитывающий влияние твердых частиц на скорость коррозии.
Так, в расчетах используем данные, полученные на предприятии химической промышленности
Сумской области ОАО «Сумыхимпром», цех ЦСК-4 эксплуатируется с 1972 года. В 1986 г. был
произведен капремонт зданий и сооружений, произведена химзащита металла.
Значения  адс ,  фаз определяем по ГОСТу 9.039-74. Продолжительность увлажнения пленками
влаги в любом заданном пункте определяют путем расчета.
Сначала определяется продолжительность общего увлажнения  общ . Заданный пункт (г. Сумы)
находится между изолиниями 3000 и
3250 ч/г, то значение  общ определяется
интерполяцией:
 общ =3187,5 ч/г.
Продолжительность увлажнения поверхности фазовой пленкой влаги (  фаз ) в ч/г. для
заданного пункта эксплуатации определяют по формуле
 фаз  0,97 общ  А ,
где А - постоянная, которая определяется по ГОСТу 9.039-74, для города Сумы А =1000:
 фаз =0,97×3187,5-1000=2092 ч/г.
Продолжительность увлажнения поверхности адсорбционной пленкой влаги  адс на открытом
воздухе для заданного пункта эксплуатации вычисляют по формуле
 адс   общ   фаз ,
(2)
 адс =3187,5-2092=1096 ч/г.
Таблица 1 – Оценка степени коррозионной агрессивности атмосферы для углеродистых
конструкционных сталей на открытом воздухе в умеренном макроклиматическом районе
Тип атмосферы
Коррозионные потери,
г/м2год
Условночистая
До 300
Городская
От 300 до 500
Промышленная
От 500 до 700
Промышленная, сильно загрязненная
Свыше 700
Имеется достаточно экспериментальных данных, свидетельствующих в пользу того, что потеря
металла за период коррозионных испытаний в сельской атмосфере определяется выражением
0
0
M  К адс
  адс  К фаз
  фаз .
(3)
В условно «чистой» сельской атмосфере фоновая концентрация сернистого газа не превышает
20 мг/м2·сут (0,025 мг/м3):
0
=0,0168 г/м2·ч,
K адс
0
K фаз
=0,1344 г/м2·ч.
Таблица 2 - Влияние сернистого газа и хлоридов на скорость атмосферной коррозии металлов
[6]
Загрязняющее
Возрастание скорости коррозии металлов ( a ), раз
Углеро-
Цинк
Медь
Кадмий
120
80
70
вещество дистая сталь
SO2
75
Магниевые Алюминий
сплавы
и его
сплавы
70
-
Cl-
-
1,2
-
1,5
-
25
Увеличение скорости коррозии ( a ) показывает, во сколько раз увеличивается скорость
коррозии металла при введении в условно чистую атмосферу 1мг/м3 сернистого газа или при
осаждении на поверхность металла 1мг/м2 хлоридов в сутки.
Содержание SO2 в атмосферном воздухе на территории возле ЦСК-4 (см. табл.3).
Таблица 3 - Концентрация SO2 (мг/м3) на территории ЦСК-4
Год
SO2, мг/м3
1971
3,0
1980
2,0
1991
1,37
1992
1,0
1993
0,72
1994
0,85
1995
0,62
1996
0,65
1997
0,23
1998
0,28
1999
0,25
2000
0,39
2001
0,29
2002
0,27
Тогда, подставляя наши данные, получим:
M  0,0168  75  1,0   1096  0,1344  2092   626 ,4г / м 2 .
Коррозионные потери за длительное время эксплуатации (в г/м2) вычисляются по формуле
M  M n ,
(4)
где M - коррозионные потери за первый год эксплуатации (определяется по формуле (4);
 - время, годы;
n - коэффициент, учитывающий влияние продуктов коррозии.
Значение n для различных металлов и сплавов. В статье [1] приведены значения. Для условий
эксплуатации
M 14  626 ,4  14 0,5  6219 ,1г / м 2 .
Для перерасчета потери массы металла на проницаемость П (мм/год) используем следующую
формулу:
П 
M  10 3

,
(5)
где M - скорость коррозии, г/м2 год;
 - плотность металла, г/см3. (см. табл. 4).
Таблица 4 – Плотность различных металлов
 , г/см2
Материал
Алюминий 2S
2,72
Медь
8,92
Чугун
7,20
Никель
8,89
Нержавеющая сталь 304
7,92
Сталь (мягкая)
7,87
Цинк
7,15
Тогда для первого года эксплуатации
П 
626 ,4  10 3
 0,0796 мм / год .
7,87
За период 14 лет
П 
6219 ,1  10 3
 0,79 мм / год .
7,87
Реальные данные о скорости коррозии, отличные от полученных нами в расчетах,
свидетельствуют о тормозящем влиянии продуктов коррозии на скорость коррозии. Этот факт
должен учитываться при расчете коррозионных потерь за первый год эксплуатации. При этом в
формуле (1) не учитывается тот факт, что металлические конструкционные элементы при сдаче
основных фондов в эксплуатацию покрывают химзащитой, и не учитываются коррозионные
потери до начала эксплуатации зданий и сооружений в процессе строительства промышленных
объектов.
SUMMARY
In clause the account on analytical dependence, definition of corrosion losses of metal for the concrete enterprise of a chemical industry is
offered.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений:
Справочник: В 2 т. /Под ред. А.А. Герасименко. – М.: Машиностроение, 1987.-Т.1.-688с.
Шевяков В.П. Проектирование защиты строительных конструкций химических предприятий от
коррозии. – М.: Стройиздат, 1984. – 168 с.
Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию/Пер. с нем. – М.:
Мир, 1997. – 232 с.
ГОСТ 9.039 – 74. Коррозионная агрессивность атмосферы.
ГОСТ 9.040 – 74. Металлы и сплавы. Расчетно-экспериментальный метод ускоренного
определения коррозионных потерь в атмосферных условиях.
Тульчинский А.С. Техническая эксплуатация промышленных зданий. – Киев.: Будівельник, 1969. –
116с.
Поступила в редколлегию 28 января 2003г.