Polytechnisches Journal - Niečo o korózii kovov v morskej vode
| Názov: | Niečo o korózii kovov v morskej vode. |
| Autor: | Anonymný |
| Referencia: | 1903, ročník 318 (s. 541-542) |
| URL: | http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj318/ar318148 |
Z pojednania publikovaného pod týmto názvom pri rokovaniach časopisu Verein zur Förder des Gewerbefleisses, 1903, zväzky 3 až 5, stručne informujeme našich čitateľov o hlavných výsledkoch vyšetrovania, ktoré uskutočnil inžinier štábu torpéd Diegel.
I. Niklová meď s rokmi 20 a 42 pred Kr H. Obsah niklu vykazoval podobné pevnostné vlastnosti ako mäkká mäkká oceľ. Na tieto zliatiny možno pri zahrievaní zabudnúť; za studena sa dajú ľahko spracovať pomocou rezných nástrojov. Zistilo sa, že jeho odolnosť voči morskej vode je dobrá. Nikel-meď trpí menej pri kontakte s inými kovmi, ako keď je sama vystavená morskej vode. Pri kontakte so železom je nikel-meď úplne chránená; iné zliatiny medi sú však v morskej vode pri kontakte s niklovou meďou napadané pomerne silno.
Niklová meď sa už v priemysle používa v rôznych zloženiach na guľkové bundy, mince, odporové drôty atď. Jeho farba je belšia a krajšia, čím vyšší je obsah niklu.
Zliatiny medi, niklu a zinku, ktoré sú známe pod názvami „niklové striebro“, „argentán“ atď. Používané na komerčné účely nie sú funkčné.
II. Zliatiny medi bohaté na zinok s prídavkom niklu alebo bez neho. Zliatiny medi a zinku trpia v morskej vode viac ako iné zliatiny medi. Pri vyššom obsahu zinku sa zmenšuje nielen prierez v dôsledku vonkajšej jamky, ale sa aj odstraňuje zinok; vylúhoval z vnútornej strany materiálu, čo spôsobilo, že značne stratil svoju pevnosť a nakoniec sa stal rovnako krehkým ako vypálená hlina. Testy teraz preukázali, že lúhovanie zinku sa uskutočňuje iba pri obsahu zinku viac ako 24%. H. sa vyskytuje v alarmujúcej miere. Vylúhovanie zinku viedlo k vzniku tyčí rovnakých rozmerov vyrobených z rôznych zliatin prostredníctvom vzťahu medzi zmenšením prierezu a úbytkom hmotnosti. Tento pomer bol
| o | meď | S | 24 | v. H. | zinok | = 100: 297 |
| „ | „ | „ | 28 | „ | „ | = 100: 1630 |
| „ | „ | „ | 42 | „ | „ | = 100: 2620. |
Pridaním 15 v. Chr. H. Nikel je výluhom zinku, aj keď je obsah zinku v zliatine okolo 40%. H., takmer úplne zabránené. Možno na tento účel stačí menšie množstvo niklu.
III. Chudnutie rôznych kovov v morskej vode. Dosky zo železa, medi a zliatin medi, opracované zo všetkých strán, ktoré boli zavesené v morskej vode za rovnakých podmienok tak, aby neboli v kontakte s inými kovmi, utrpeli za 12 mesiacov na ploche 1 štvorcového metra nasledujúce úbytky hmotnosti:
| Riečne železo s 0,44 pred Kr H. Mn a 0,071 v. H. P | = 9,015 g |
| Meď (elektrolyt) | = 0,563 " |
| Cínový bronz s 3,5 v. Chr. H. Sn (odpustiteľné) | = 1,638 " |
| Cínový bronz s rokom 11 pred Kr H. Sn | = 1,470 " |
| Bronz s rokom 8 pred Kr H. Sn a 4 v. H. Zn | = 2,303 " |
| Železný bronz s rokom 42 pred Kr H. Zn a 0,5-1 obj. H. Fe | = 4,575 " |
| Hliníkový bronz s rokom 9 pred n H. Al | = 0,600 " |
| Niklová meď s rokom 42 pred Kr H. Ni | = 2,162 " |
| Niklová meď s rokom 20 pred n H. Ni | = 1,848 " |
Pri kovovom kontakte so železom boli všetky zliatiny medi takmer úplne chránené pred účinkami morskej vody, ale železo utrpelo oveľa väčšiu stratu hmotnosti. Zliatiny medi majú vzájomne viac alebo menej deštruktívne účinky. navzájom sa chrániť.
Železný bronz, ktorý bol vystavený vode v spojení s fosforovým bronzom, bol bez ochrany železa rýchlo zničený; za rovnakých podmienok, ale s ochranou železa, neutrpela takmer nič, a vlastne ani vtedy, ak bolo železo v kontakte iba s fosforovým bronzom, čo malo deštruktívny účinok. To znamená, že priamy kontakt medzi kovom, ktorý sa má chrániť, a kovom, ktorý sa má chrániť, nie je potrebný, skôr postačuje, ak je ochranný kov v kontakte iba s kovom, ktorý je deštruktívny alebo je s kovom, ktorý sa má chrániť, vodivo spojený iným spôsobom. Ak má byť napríklad železo chránené pred ničivými účinkami bronzu zinkom, je prípustné zinok pripevňovať iba k bronzu. Ochrana bude stačiť, iba ak je povrch zinkového telesa dostatočne veľký a ak nie je pripevnený príliš ďaleko od chráneného železa.
IV. Meď. V niektorých prípadoch bola čistá meď rýchlo zjedená morskou vodou, zatiaľ čo meď s veľkým množstvom arzénu zostala dobre zachovaná za rovnakých podmienok. Testy vykonané na základe týchto skúseností viedli k týmto výsledkom:
a) Čistá (elektrolytická) meď a veľmi nečistá meď, ktoré sa vyrábali v oceliarňach, sa v morskej vode nesprávali výrazne odlišne, ak boli jednotlivé druhy medi izolované od seba. Rovnaký výsledok sa zistil aj v sýtenej morskej vode s dostatočným prísunom atmosférického vzduchu.
b) Tyče vyrobené z elektrolytickej medi, ktoré prichádzali do styku s meďou bohatou na arzén v morskej vode, utrpeli na okrajoch jamky.
c) Doska vyrobená z elektrolytickej medi, ktorá bola oxidovaná močom, okrem niekoľkých malých škvŕn na povrchu, utrpela hlbšie jamky v morskej vode na holých miestach. Podľa toho sa dá predpokladať, že meď so svojimi produktmi rozkladu vytvára v morskej vode galvanický prvok, v ktorom je kov anódou a je rozpustený.
d) významný rozdiel v správaní; Pretavená a neroztopená elektrolytická meď nebola viditeľná.
e) Žíhaná meď bola v morskej vode napadnutá takmer dvakrát tak silno ako studená stlačená meď s asi päťkrát vyššou pevnosťou v medze klzu.
f) Galvanizácia chráni meď iba krátkodobo. Po rozložení zinku meď o to viac koroduje.
g) Pri styku so železom je meď značne chránená pred účinkami morskej vody, nie však úplne.
V. Zvlnenie medených rúr na lodiach. Medené rúry lodných čerpadiel používaných na privádzanie morskej vody alebo na odstraňovanie úniku vody sa v poslednej dobe často veľmi rýchlo zjedia. K jamkám dochádza, keď meď prichádza do styku s morskou vodou, t. J. Vo vnútri rúrok. Vyskytujú sa najčastejšie v blízkosti spájkovacích miest, kde sa meď silne zahrieva. Najskôr sa vytvárajú jamy, ktoré sa postupne zväčšujú do hĺbky a nakoniec prenikajú do steny potrubia.
Vykonané vyšetrenia naznačujú:
a) že eróziu možno vysledovať späť na galvanický prúd, ktorý vzniká medzi meďou a jej oxidačnými produktmi v morskej vode,
b) že meď s vysokým obsahom arzénu (asi 0,5%) odoláva erózii lepšie ako čistá meď.
Jedná sa teda o testovanie rúrok vyrobených z medi s obsahom približne 0,5 v. H. Arzén odporúčaný. Meď s 0,6 obj. H. Obsah arzénu bol stále ľahko spracovateľný a rovnako tvrdý ako čistá meď. Aj meď s veľkým množstvom niklu je pravdepodobne odolnejšia proti korózii ako čistá meď.
Ochrana medených rúrok zavedením zinku alebo elektrickým prúdom by sa mohla dosiahnuť až potom | 542 | Ponúknite šancu na úspech, ak by bolo možné pretiahnuť zinkové ochranné teleso alebo izolovanú kovovú tyč slúžiacu ako anóda cez celý reťazec potrubia. To však naráža na ťažkosti pri praktickej implementácii a prevádzke.
Ak dôjde k zničeniu sacích potrubí cirkulačných čerpadiel kondenzátorov a obežných kolies týchto čerpadiel, môže byť stále prítomný elektrický prúd, ktorý sa vytvára rotáciou obežných kolies v morskej vode. Je dokázané, že rotácia procesora lode v morskej vode generuje elektrický prúd.
VI. Vplyv fosforu a niklu v železe na jeho odolnosť voči morskej vode.
1. Vplyv fosforu.
Vo všetkých predchádzajúcich experimentoch nebol zrejmý vplyv väčšieho alebo menšieho obsahu fosforu v železe na jeho tendenciu k hrdzaveniu. Pokusy sa rozšírili iba na testovanie v atmosfére, alebo boli jednotlivé druhy železa izolované od seba v mori alebo v mori. Bola vystavená voda z kotla. Skúsenosti z praxe teraz naznačujú, že dva druhy železa s rôznym obsahom fosforu, ktoré sú v kovovom kontakte s morskou alebo kotlovou vodou, sú vzájomne deštruktívne alebo Účinkujúca ochrana. Predpokladalo sa, že v takom prípade sa vytvorí galvanický prvok, v ktorom je železo, ktoré je chudobné na fosfor, anódou a je silnejšie napadnuté, ako keď je izolované v morskej vode, zatiaľ čo železo s vyšším obsahom fosforu - katóda - je viac-menej chránené.
Spočiatku bol pokus, v ktorom Martineisen s 0,006 v. H. fosfor a železo Bessemere s asi 0,1 percentami. H. Fosfor bol vystavený morskej vode v kovovom kontakte, čo potvrdzuje predpoklad. Prostredníctvom rozsiahlejšieho testu so železom nižším ako 0,01 a 0,062; 0,09; 0,23; 0,45; 0,84; 0,85 a 1,08 v. Obsah H. fosforu, nielenže boli vo vode jazera testované dva druhy železa, ktoré boli vo vzájomnom kontakte, ale bol tiež stanovený vplyv vody v jazere na jednotlivé, izolované, zavesené platne, ktoré boli ponorené do polovice svojej výšky. Testovanie skúšobných kusov, z ktorých každý pozostával z dvoch druhov železa, sa uskutočňovalo v otvorenej morskej vode v prístave Kiel a vo väčších nádobách, v ktorých sa morská voda často obnovovala. Samostatne zavesené panely boli testované iba v nádobách s morskou vodou. Výsledky tohto experimentu boli stručne nasledujúce:
a) Dva druhy železa s rôznym obsahom fosforu, ktoré sú vo vzájomnom kovovom kontakte s vodou jazera, chránia ten, ktorý je bohatý na fosfor, viac alebo menej, ale tým menej fosforu napádajú. Pokiaľ sa v praxi vyskytujú dva druhy železa s rovnakým povrchom a rozdielom v obsahu fosforu 0,08%. H., ktoré boli vo vzájomnom kontakte, došlo k úbytku hmotnosti na ploche 1 meter štvorcový
| v prístav skúsil G | V jednom kontajner skúsil G | |
| Anóda. Železo menej ako 0,01 percenta H. P | = 11,7 | 4.3 |
| Katóda. Žehliť s 0,09 obj. H. P | = 3,7 | 2.15 |
V prístave bol úbytok hmotnosti železa s nízkym obsahom fosforu asi trikrát väčší ako úbytok hmotnosti železa s nízkym obsahom fosforu.
b) Vplyv fosforu sa zvyšuje s väčšími rozdielmi v obsahu fosforu v dvoch druhoch železa ako 0,08%. H. už nie významné; malé rozdiely v obsahu fosforu, ktoré sa v praxi vyskytujú, majú nepomerne väčší vplyv ako väčšie rozdiely.
c) Čím menej železa je napadnuté fosforom, tým silnejšie, čím menší je jeho povrch v porovnaní s povrchom železa, ktoré je bohatšie na fosfor. Ak dôjde k obráteniu povrchových podmienok, je najlepšie chránené železo bohaté na fosfor. Za určitých povrchových podmienok bolo železo chudobné na fosfor napadnuté asi 6-14 krát silnejšie ako železo, ktoré bolo bohatšie na fosfor.
d) V prípade ponorených doštičiek, z ktorých bola každá izolovaná, bol badateľný aj vplyv fosforu, aj keď nie v takom rozsahu. Strata hmotnosti klesá so zvyšujúcim sa obsahom fosforu. Strata hmotnosti železa menej ako 0,01 percenta. H. Fosfor súvisí s obsahom železa so 0,09%. H. Fosfor okolo 7: 6.
Z týchto výsledkov možno pravdepodobne tiež vysvetliť, že zvárané železo všeobecne odoláva korózii lepšie ako riečne železo. Prvý je v priemere bohatší na fosfor ako druhý, a preto bude spravidla menej napadnutý ako druhý, ak dôjde ku kontaktu so železom v jazere alebo s kotlovou vodou. Môže sa ale tiež stať, že zváranie železa je chudobnejšie na fosfor ako riečne železo, s ktorým je v kontakte, a potom trpí viac ako riečne železo.
2. Vplyv niklu.
Niklová oceľ so 6 a 30 pred Kr H. Nikel, ako aj železo bez obsahu niklu boli testované rovnakým spôsobom ako druhy železa s rôznym obsahom fosforu. Stručne, výsledky boli nasledujúce:
a) Ak sú dva druhy železa so značným rozdielom v obsahu niklu v morskej vode navzájom v kovovom kontakte, je materiál bohatý na nikel úplne alebo čiastočne chránený proti korózii, ale o to viac je napádané železo bez obsahu niklu alebo bez obsahu niklu.
b) Ak je rozdiel v obsahu niklu v dvoch druhoch železa 6%. H. materiál bohatý na nikel bol napadnutý len znateľne, s rozdielom 23,5-30%. H. už vôbec nie. V prvom prípade, chudnutie bez obsahu niklu, resp. železo s nižším obsahom niklu asi 1 ½ krát, v druhom prípade asi dvakrát tak veľkým, ako keď morská voda pôsobí na materiál izolovaný od iných kovov.
c) Povrchy obidvoch druhov železa každého skúšobného kusu boli v pomere 1: 1. Ak sú povrchové pomery odlišné, je pravdepodobné, že účinok na zničenie alebo ochranu sa zvýši alebo zníži.
d) V prípade ponorených dosiek, z ktorých každá bola izolovaná, mal podstatný vplyv na koróziu aj obsah niklu. Straty hmotnosti sú v nasledujúcich pomeroch:
| Tvrdá martinská oceľ s 0,062 obj. H. Fosfor. | = 100 |
| Niklová oceľ 6 percent | = 65 |
| 30 percent niklovej ocele | = 26,6 |
| alebo | |
| Riečne železo s menej ako 0,01 pred Kr H. Fosfor | = 100 |
| Niklová oceľ 6 percent | = 55,7 |
| 30 percent niklovej ocele | = 22,9 |
Doska vyrobená z 30-percentnej niklovej ocele, ktorá bola zavesená sama (izolovane), celkovo stratila malú váhu, ale na dolnom konci vykazovala lokalizované jamky so značnou hĺbkou.
Séria napätí testovaných druhov železa pre morskú vodu určená meraním je v súlade s úbytkami hmotnosti, ku ktorým došlo počas testovania v morskej vode.