To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Degradacja materiałów konstrukcyjnych i jej zapobieganie Rodzaje degradacji elektrochemicznabiologicznachemiczna Elektrochemiczna korozja stali • Rdzewienie: pokrywanie powierzchni stali lu luźźnnąą, , nieprzywieraj ącą warstwą uwodnionego tlenku uwodnionego żelaza(IIIelaza(III) Fe) Fe22OO33·n Hn H22OO • Straty zwi związane z korozjzane korozją metali (metali g ł óównie stali): wnie blisko 500 mldmldUSDUSD Proces korozji stali 1. utlenianie żelaza do jonów Fe2+Fe( s ) →Fe2+( aq ) + 2 e-2. redukcja tlenu do jonów OH-O2( aq ) + 2 H2O( l ) + 4 e- →4 OH-( aq )3. rekombinacja jonów Fe2+i OH-i dalsze utlenianie:Fe2+( aq ) + 2 OH-( aq ) →Fe(OH)2( s )4 Fe(OH)2( s ) + O2( aq ) + n H2 O →2 (Fe2O3·n H2O)( s ) + 2 H2O( l ) Stal ma budowęniejednorodną: różne fragmenty różniąsięnieco elektrochemicznym potencjałem redukcji. Na jednych z nich może zachodzićproces utleniania, na innych proces redukcji. Korozja innych metali Aluminium i tytan są metalami bardziej reaktywnymi niż żelazo, ale pokrywają się polimeryczną, szczelną, chemicznie odporną warstwątlenku (Al2O3, TiO2). Anodyzowane aluminium Fe2+ + 2 e- = Fe –0.45 V Al3+ + 3 e- = Al –1.66 V Ti2+ + 2 e- = Ti –1.63 V Korozja innych metali Miedźjest metalem mniej reaktywnym niżżelazo. Pokrywa sięszczelnąwarstwąpatyny, zabezpieczającąprzed dalsząkorozją. 2 Cu( s ) + CO2( g ) + O2( g ) + H2O( l) → Cu2(OH)2CO3Fe2+ + 2 e- = Fe –0.45 V Cu2+ + 2 e- = Cu +0.34 V Czynniki sprzyjaj sprzyjaj ąące korozji: • dost dostęęp tlenu i wody do powierzchni metalup metalu • obecno obecnośćśćelektrolitelektrolitóów w wodziew wodzie Zapobieganie: • odizolowanie powierzchni metalu od czynnik czynników w zewn zewnęętrznychtrznych • nadanie metalowi wysokiego potencja potencjałłu u elektrochemicznego, wyelektrochemicznego, wyżższego niszego niżżpotencjapotencjałłredukcji redukcji żżelazaelaza • po połąłączenie z metalem o niczenie niżższym potencjale szym redukcji (bardziej reaktywnym) Zapobieganie korozji staliZapobieganie stali Powłoki izolacyjne •Powłoki malarskie •Powłoki z metali mniej reaktywnych •Powłoki z metali bardziej reaktywnych Powłoki z chromu i niklu Uszkodzenie powłoki powoduje przyspieszonąkorozjęw miejscu uszkodzenia Fe2+ + 2 e- = Fe –0.45 V Ni2+ + 2 e- = Ni –0.26 V Cr3+ + 3 e- = Cr –0.74 V Powłoki z cynku Uszkodzone powłoki nadal chroniąstal wskutek mechanizmu protektorowego (cynk jest mniej szlachetny niżżelazo) Fe2+ + 2 e- = Fe –0.45 V Zn2+ + 2 e- = Zn –0.76 V
(…)
… powietrzny
Materiałprotektora: cynk, magnez •natrysk bezpowietrzny
Ochrona katodowa Substancja błonotwórcza (spoiwo)
Degradacja materiałów budowlanych Spoiwo -polimer, w stanie ciekłym w farbie, tworzący trwałą,
Głównie proces chemiczny, silnie przyspieszony przez szczelnąpowłokępo pomalowaniu poprzez:
kwaśne deszcze. •odparowanie rozpuszczalnika z roztworu polimeru
Zapobieganie kwaśnym deszczom•Usuwanie dwutlenku termoplastycznego•koalescencjęwodnej dyspersji
siarki ze spalin polimeru•reakcjęgrup reaktywnych zawartych w polimerze ze
Zapobieganie kwaśnym deszczom składnikami otoczenia (tlen,
•Usuwanie siarki z paliwa:–HDS (hydrodesulfurization): wilgoć)•chemicznąreakcjęsieciowania
działanie wodorem w obecności katalizatora (Co, Mo). Farby winylowe, akrylowe: termoplastyczne polimery i
Produkt: siarkowodór…
… antrachinonupochodne •octan butylu i inne estry
benzimidazolonu •metylobutyloketoni inne ketony
pochodne diazobenzenu •ksylen i inne rozpuszczalniki aromatyczne
pochodne chinakrydyny •benzyna (węglowodory izoparafinowe)
ftalocyjaniny Stosowanie farb rozpuszczalnikowych jest związane z
metali emisjąlotnych związków organicznych do atmosfery (VOC:
przejściowych volatileorganiccompounds). Rygorystyczne ograniczenie…
…
Materiałprotektora: cynk, magnez
Ochrona katodowa
Degradacja materiałów budowlanych
Głównie proces chemiczny, silnie przyspieszony przez
kwaśne deszcze.
Zapobieganie kwaśnym deszczom•Usuwanie dwutlenku
siarki ze spalin
Zapobieganie kwaśnym deszczom
•Usuwanie siarki z paliwa:–HDS (hydrodesulfurization):
działanie wodorem w obecności katalizatora (Co, Mo).
Produkt: siarkowodór, komercjalne źródło siarki–BDS…
…
•metylobutyloketoni inne ketony
•ksylen i inne rozpuszczalniki aromatyczne
•benzyna (węglowodory izoparafinowe)
Stosowanie farb rozpuszczalnikowych jest związane z
emisjąlotnych związków organicznych do atmosfery (VOC:
volatileorganiccompounds). Rygorystyczne ograniczenie
przepisów emisji VOC doprowadziło do opracowania nowej
generacji farb:•farby wodorozcieńczalne•farby 'highsolids'•farby bezrozpuszczalnikowe•farby…
…, komercjalne źródło siarki–BDS kopolimery addycyjne monomerów zawierających podwójne
(biodesulfurization): użycie enzymów lub wiązanie.
mikroorganizmów•BDS jest szczególnie skuteczne wobec Schnięcie:odparowanie rozpuszczalnika. Powłoka może byćz
pochodnych dibenzotiofenuS powrotem zmyta odpowiednim rozpuszczalnikiem.
•malowanie farbami Utwardzenie przez odparowanie
•lakierowanie Farby emulsyjne
•impregnowanie Spoiwo:dyspersja polimeru, otrzymywana bezpośrednio
•stosowanie biocydów przez polimeryzacjęprowadzonąw roztworze wodnym.
Zapobieganie biodegradacji drewna Schnięcie:odparowanie wody powoduje zlewanie siędrobin
Farba polimeru w ciągły film. Proces nieodwracalny, po utworzeniu
•substancja błonotwórcza suchego filmu staje sięon nierozpuszczalny w wodzie.
•pigmenty Najczęściej stosowane polimery: poli(octanwinylu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)