Аналіз корозійних та корозійно-механічних руйнувань конструкційних матеріалів і розробка антикорозійного захисту технологічного обладн

 

Уплотнители

Уплотнительное устройство — устройство или способ предотвращения или уменьшения утечки жидкости, газа путём создания преграды в местах соединения между деталями машин (механизма) состоящее из одной детали и более. Существуют две большие группы неподвижные уплотнительные устройства (торцевые, радиальные, конусные) и подвижные уплотнительные устройства (торцевые, радиальные, конусные, комбинированные).

• Неподвижные уплотнительные устройства:
• герметик (вещество с высокой адгезией к соединяемым деталям и нерастворимое в запорной среде);
• прокладки из различных материалов и различной конфигурации;
• кольца круглого сечения из эластичного материала;
• уплотнительные шайбы;
• пробки;
• применение конусной резьбы;
• контактное уплотнение.
• Подвижные уплотнительные устройства (позволяют совершать различные движения, такие как: осевое перемещение, вращение (в одном или двух направлениях) или сложное движение):
• канавочные уплотнения;
• лабиринты;
• кольца круглого сечения из эластичного материала;
• войлочные кольца;
• маслоотражательные устройства;
• манжеты различной конфигурации;
• лепестковое уплотнение;
• шевронные многорядные уплотнения;
• сальниковые устройства;
• сильфонные уплотнения;
• торцевые механические уплотнения;
• торцевые газовые уплотнения.

         Для герметизации  продольного шва банок, изготовляемых  из хромированной лакированной  жести, применяют вместо пайки  сварку или уплотнительные прокладки, для чего наносят на заготовку корпуса герметизирующую плёнку или пасту, называемую герметиком.[50]

 

Уплотнители для пищевой промышленности

Применение:  молочные  и  маслодельные заводы,  пивоваренные заводы, консервные заводы и т. д. 

 

 

 

 

Эластомер	Цвет	Твердость no Shore A	Диапазон температур
NBR (perbunan)	Синий	75	-30оС до100оС
FKM (Viton)	Чёрный/серый	75-85	-15оС до 200оС
EPDM	Прозрачный	75	-50оС до 150оС
VMQ (silikon)		70	-50оС до 250оС

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Промышленные уплотнения   На базе современных износостойких материалов пар трения (графит пропитанный смолами или металлами, силицированный графит, карбид вольфрама, "Релит") изготавливаются механические торцовые уплотнения для широкого диапазона условий применения, включая высокие температуры и давления, агрессивные и криогенные среды, высокие скорости вращения.            Компания «Инотех» занимается продажей различных промышленных уплотнителей ( в том числе и торцовых), которые применяются в турбомашинах, компрессорах, насосах, миксерах и другом оборудовании, требующем надежной герметизации вала.            Для пищевой промышленности уплотнители комплектуются материалами, разрешенными к применению в данной отрасли.

Консерванты

        Консерванты — пищевые добавки, применение которых позволяет увеличить срок хранения и реализации пищевых продуктов. Консерванты защищают продукты от порчи, вызываемой патогенной микрофлорой. Общеизвестные вещества, обладающие консервирующим действием (поваренная соль, уксус, этиловый спирт, коптильный дым и т.д.), обычно применяются в определенной концентрации (например, сахар проявляет антимикробное действие только при концентрации 60%). Консерванты (сорбиновая кислота, низин, диоксид серы и т.д.), используются в намного меньшем объеме и практически не влияют на органолептические свойства (вкус, цвет, запах, внешний вид продукта). В настоящее время консерванты применяются практически во всем спектре пищевых продуктов (от овощей и фруктов до хлеба и хлебобулочных изделий). Например, Е220 (диоксид серы) используют для опрыскивания цитрусовых, Е220 сорбиновая кислота и ее соли (сорбат калия и т.д.) применяются во всех отраслях промышленности — от хлебопечения до виноделия, Е234 (низин) — единственный антибиотик, который разрешен к применению в пищевой промышленности, Е211 (бензоат натрия) используется при приготовлении майонезов, кетчупов, рыбопродуктов, напитков и т.д. Из используемых в настоящее время консервантов аллергенными считаются прежде всего сульфиты — Е221, 226, 225 (особенно для людей, страдающих бронхиальной астмой), бензойная кислота — Е210.

         Бензоат натрия (Е211) — широко применяется как консервант пищевых продуктов благодаря хорошей растворимости в воде. Представляет собой белый порошок без запаха, устойчив к воздуху.

         Сорбат калия (Е202) — является природным консервантом. Внешний вид: белый порошок или гранулы. Основные сферы применения: масложировая, плодово-овощная, мясная, пищеконцентратная, алкогольная и безалкогольная промышленность, а также производство соусов, кетчупов. Обработка поверхностей батонов полукопченых колбас 10-20% раствором сорбата калия увеличивает срок их хранения без плесневения в четыре раза. Безалкогольный напиток с добавлением 0,02% сорбата калия не портится 180 суток.

         Сорбиновая кислота (200) является природным консервантом. Это хорошо изученное вещество, отвечающее требованиям безвредности. Сорбиновая кислота нашла применение во многих странах с целью консервирования и предотвращения плесневения безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков, хлебобулочных кондитерских изделий (мармелад, джемы, варенье, кремы), а также зернистой икры, сыров, полукопченых колбас и при производстве сгущенного молока для предотвращения его потемнения (препятствует развитию шоколадно-коричневой плесени). Сорбиновая кислота также применяется для обработки упаковочных материалов для пищевых продуктов. Внешний вид: белый кристаллический порошок.

          Низин — наиболее важное с технологической точки зрения использование низина в молочных продуктах — использование при производстве плавленых сыров. Во многих странах использование низина в пищевых продуктах ограничивается законодательством.

               В среде, в которой присутствует такой препарат жизнь становиться невозможна и бактерии погибают, что дольше сохраняет продукт от порчи. Человек, состоит из огромного числа самых различных клеток и обладает большой массой (по сравнению с одноклеточным организмом), поэтому в отличие от одноклеточных организмов не погибает от употребления консерванта (в некоторых случаях, ещё и потому, что соляная кислота, содержащаяся в желудке, частично разрушает консервант). Так, консервант Е240 (формальдегид) может присутствовать в консервах (грибы, компоты, варенья, соки и т.д.)[51]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.14 Разработка вариантов  электрохимической защиты оборудования

 

Принцип электрохимической защиты

Электрохимическая защита основана на том, что, сдвигая потенциал металла пропусканием внешнего тока, можно изменять скорость его коррозии. Однако для наиболее распространенного вида коррозии металлов с кислородной деполяризацией в условиях ограниченного доступа кислорода наложение внешнего катодного тока эффективно для предотвращения коррозии. Этот способ также эффективен при коррозии металлов, когда отсутствует поляризация анодных участков.

Катодная защита

Электрохимическая защита, основанная на наложении катодного тока, носит название катодной. Она реализуется в производственных условиях в двух вариантах. В первом необходимый сдвиг потенциала обеспечивается подключением защищаемого изделия в качестве катода к внешнему источнику тока. В качестве анода используются вспомогательные инертные электроды. Так защищают буровые платформы, сварные металлические основания, подземные трубопроводы.

Катодная защита эффективно используется для подавления не только общей коррозии, но и ее различных видов, например для предотвращения питтинговой коррозии (вид коррозии, очаги которой в начальной стадии имеют вид точек, а в развитом состоянии - коррозионных язв) нержавеющей стали и алюминия, коррозионного растрескивания под напряжением латуней магния, межкристаллитной коррозии нержавеющей стали.

 

 

В табл. 2.10 приведены технические характеристики некоторых катодных станций.

 

Протекторная (гальваническая) катодная защита.

Катодная поляризация металлоизделия достигается за счет контакта его с более электроотрицательным металлом. Последний в паре с защищенным металлом выступает в роли анода. Его электрохимическое растворение обеспечивает протекание катодного тока через защищаемый металл. Сам же анод (обычно это магний, цинк, алюминий и их сплавы) постепенно полностью разрушается. Этот вид защиты используют для сравнительно небольших конструкций или дополнительно покрытых изоляцией металлообъектов (например, трубопроводы) с низким потреблением тока. Указанная защита эффективна. С помощью одного магниевого анода защищают до 8 км трубопровода с покрытием, без него - всего 30 м. Протекторная защита широко распространена, например в США на производство протекторов ежегодно расходуется около 11,5 млн кг алюминия. 

Анодная защита

Сдвиг потенциала коррозионной системы в положительную сторону до значения, так же как и в случае наложения катодного тока, приводит к снижению скорости коррозии. Это потребует наложения внешнего анодного тока , часть которого пойдет на подавление катодной реакции до величины i ", а другая часть - на ускорение реакции ионизации металла при . Скорость растворения металла при этом потенциале равна . Хотя скорость коррозии и уменьшилась, однако общая скорость растворения металла возросла на величину . По этим причинам нельзя использовать наложение анодного тока для защиты от коррозии активно растворяющихся металлов. [52]

 

 

7.15 Разработка методов  комбинированной антикоррозионной  защиты

 

Многофакторность коррозионно-механического разрушения материалов в условиях эксплуатации промышленности не всегда позволяет обеспечить долговечность с помощью одного какого-либо вида защиты. Эффективными являются комбинированные методы защиты, рационально сочетающие несколько видов защитных покрытий или несколько различных способов защиты.

В данной отрасли пищевой промышленности применяются следующие виды комбинированных покрытий:

• грунтовка-преобразователь ржавчины + лакокрасочное (полимерное) 
  покрытие;
• металлизационно-полимерные покрытия;
• грунтовочное полимерное покрытие, обладающее повышенной адгезией к неметаллической подложке + защитное покрытие, обладающее повышенной химической стойкостью (износостойкостью, биостойкостью);
• композиционные (металлические с внедренными частицами полимера, 
  металлические с внедренными частицами окислов металла, полимерные с органическими и минеральными наполнителями);
• ингибированные (полимерные покрытия, модифицированные ингибиторами коррозии).

Перспективными для пищевого оборудования промышленности являются комбинированные методы защиты и защитные комплексы, включающие одновременно несколько видов защиты:

• ингибирование среды + протекторная защита аппарата;
• ингибирование среды + полимерное покрытие металлических поверхностей;
• ингибирование среды + протекторная защита + полимерное покрытие;
• покрытие подземных трубопроводов полимерными составами + катодная защита;
• ингибирование среды + упрочнение деталей машин созданием на их 
  поверхности сплошных белых слоев металла.

Но данные методы недостаточно исследованы и не получили еще широкого применения в промышленности.

На предприятиях широкое применение получили металлизационно-лакокрасочные покрытия, что обеспечивает защиту конструкций на срок более 20 лет.

Эти покрытия получаются путем совмещения двух самостоятельных видов защитных покрытий - металлизационных и лакокрасочных. В них удачно сочетаются достоинства этих двух видов защиты.

Металлизационный слой в комбинированном покрытии вследствие пористости и шероховатости обеспечивает хорошую адгезию лакокрасочных материалов и благодаря этому повышает их долговечность.

В целях повышения непроницаемости и коррозионной стойкости металлизационных покрытий применяют различные пропитки. Заполняя слои пор металлизационного покрытия, и устраняя возможные дефекты в защитной пленке, пропитка значительно повышает долговечность всего антикоррозионного покрытия.