СУЧАСНІ МЕТОДИ І ПЕРСПЕКТИВИ БОРОТЬБИ З КОРОЗІЄЮ В ГОЛОВНИХ ДВИГУНАХ НА СУДНАХ СВІТОВОГО ТОРГІВЕЛЬНОГО ФЛОТУ - Наукові конференції

Вас вітає Інтернет конференція!

Вітаємо на нашому сайті

Рік заснування видання - 2011

СУЧАСНІ МЕТОДИ І ПЕРСПЕКТИВИ БОРОТЬБИ З КОРОЗІЄЮ В ГОЛОВНИХ ДВИГУНАХ НА СУДНАХ СВІТОВОГО ТОРГІВЕЛЬНОГО ФЛОТУ

07.10.2021 21:35

[3. Технічні науки]

Автор: Липенков І.В., старший викладач, кафедра інженерних дисциплін Дунайського інституту національного університету «Одеська морська академія»


Щорічно до мільйонів збитків призводить одна з головних проблем – корозія. Основний збиток, що заподіюється корозією, полягає не у втраті металу як такого, а у величезній вартості виробів, що руйнуються корозією. Ось чому щорічні втрати від неї в промислово розвинених країнах настільки великі.Справжні збитки від неї не можна визначити, оцінивши тільки прямі втрати, до яких відносяться вартість зруйнованої конструкції, вартість заміни обладнання, витрати на заходи щодо захисту від корозії. Ще більшої шкоди становлять непрямі втрати. Це простої устаткування при заміні деталей що знищені корозією і вузлів, витік продуктів, порушення технологічних процесів.

Зазвичай виділяють три напрямки методів захисту від корозії:

1. Конструкційний

2. Активний

3. Пасивний

Для запобігання корозії в якості конструкційних матеріалів застосовують нержавіючі стали, кортеновской стали, кольорові метали. При проектуванні конструкції намагаються максимально ізолювати від попадання корозійного середовища. Активні методи боротьби з корозією спрямовані на зміну структури подвійного електричного шару. Застосовується накладення постійного електричного поля за допомогою джерела постійного струму, напруга вибирається з метою підвищення електродного потенціалу захисту металу. Інший метод – використання жертовного анода, більш активного матеріалу, який буде руйнуватися, оберігаючи захистний виріб.

В якості захисту від корозії може застосовуватися нанесення будь-якого покриття, яке перешкоджає утворенню корозійного елемента (пасивний метод).

Наявність сірки і її сполук в паливах може бути причиною корозії деталей камери згоряння двигунів. При згорянні палива в поршневому двигуні в продуктах згоряння виявляється сірчаний ангідрид, який при реакції з водою, сконденсировавшейся на стінках циліндра, викликає сильну корозію стінок циліндра. Чим вищче навантаження дизеля, тим більше утворюється сірчистого ангідриду, що впливає на образовання нагару, знос, корозію двигуна і якість картерного мастила. При високій температурі сірчистий ангідрід визивае газову корозію камери згоряння. При наявності сірчистого ангідриду відбувається конденсація сірчаної кислоти на стінках циліндрів і збільшується їх корозія, визвана рідинною.

Зовні корозія деталей проявляється у вигляді потемніння, темно-коричневих або сірих нальотів або у вигляді рівномірного хімічного роз'їдання поверхні металу, при цьому поверхня металу, що омивається паливом, піддається більш інтенсивної корозії. Відбувається це тому, що потік палива змиває з металевих поверхонь захисні корозійні відкладення і знову оголює чисту металеву поверхню, яка піддається подальшій корозії. Корозійну агресивність палива оцінюють по його впливу на мідну (або бронзову) пластинку при певній температурі. Для газових палив цей показник не нормується. Їх корозійну агресивність оцінюють за змістом, в основному, Н2S і меркаптанів, а також за наявністю О2, СО2 і Н2О. За механізмом протікання процесу розрізняють два типи корозії: хімічний та електрохімічний. Швидкість, вид прояву і механізм корозії в основному визначаються складом палива, природою матеріалу і температурою. Вплив складу палива на його корозійну активність обумовлено наявністю в ньому корозійно-активних речовин (КАР) та інгібіторів корозії. До КАР, присутнім в паливах, відносять S і її сполуки, а також кисень та його з'єднання. У зв'язку з цим в паливах не допускається наявність водорозчинних кислот і лугів як КАР. Нерозчинні у воді органічні кислоти, які можуть переходити в паливо з сировини в процесі виробництва і утворюються в результаті окислення вуглеводнів при тривалому зберіганні, менш корозійно-агресивні, але вони можуть безпосередньо вступати в реакцію з кольоровими металами (РЬ, Сu і ін.). І викликати їх корозію. У зв'язку з цим їх зміст в паливах обмежується. З сірчистих сполук найбільш небажані S, Н2S, меркаптани, сульфіди, дисульфіди, тіофен і тіофани; з них найбільш корозійно-активні Н2S, S і меркаптани.

Найбільш поширеним і практично важливим видом хімічної корозії металів є газова корозія - корозія металів в газах при високих температурах. Газова корозія металів має місце при роботі багатьох металевих деталей і апаратів (металевої арматури нагрівальних печей, двигунів внутрішнього згоряння, газових турбін, апаратів синтезу аміаку і ін.). І при проведенні численних процесів обробки металів при високих температурах (при нагріванні перед прокаткою, куванням, штампуванням, при термічній обробці і ін.). Поведінка металів при високих температурах має велике практичне значення і може бути описано за допомогою двох важливих характеристик – жаростійкості і жароміцності. 

Газова (хімічна) корозія виникає при контакті металів і сплавів з сухими газами або неелектролітнимі теплоносіями. Типовими прикладами цих процесів є високотемпературне окислення деталей газових турбін, котелень топок, клапанів двигунів внутрішнього згоряння.

Для зменшення втрат на подолання сил тертя, а також для зменшення зносу і нагрівання всі поверхні деталей двигуна під час його роботи безперервно змащуються мастилом. Для нормальної роботи двигуна мастило має відповідати наступним вимогам: зберігати мастильні властивості при високих температурах, властивих робочому процесу двигуна, утворювати тонку плівку між підшипником і шийкою вала, не мати абразивних та інших шкідливих домішок, не викликати корозії деталей.

На жаль, теорія катодного, протекторного і взагалі електрохімічного захисту від корозії двигунів внутрішнього згоряння або окремих вузлів не розроблена. На нашу думку, це пояснюється існуючою до цього дня недооцінкою впливу електрохімічної корозії на загальний знос і стан двигуна. У зазорах між деталями двигунів можуть виникати електричні поля значної напруженості, зокрема в швидкококсующемся зазорі між канавками поршня і поршневими кільцями, зазорах в підшипниках ковзання і т.д. Однак невідомо, якого знака і якої величини виникають потенціали на відповідальних деталях двигуна (вкладишах підшипників, клапанах і т. д.). Ще більш складно і також недостатньо вивчена взаємодія між електричними полями, що виникають на деталях, мж електролітом і нафтопродуктом з присутніми в ньому поверхнево-активними речовинами – різними присадками, продуктами окислення і згоряння.

На світовому ринку морських палив сьогодні проглядається явна тенденція до збільшення вмісту сірки і її з'єднань в морських паливах. Перш за все, це пов'язано з істощеніем запасів малосірчастих нафт і збільшенням числа виробив з високим вмістом сірки, а також розширенням практики застосування глибокої переробки нафти. Одним із наслідків переходу до таких технологій стає те, що в залишкових фракціях, що йдуть на приготування палив, концентрується сірка і її високомолекулярні органічні з'єднань – кількість їх тим більше, чим глибше процес переробки нафтопродукту і чим менше виявляється залишок, що йде на приготування важких палив.

У паливах в певних кількостях містяться: елементарна сірка, сірководень, високо- і низькомолекулярні сполуки – меркаптани, сульфіди і дисульфіди. У рідкій фазі особливо агресивні меркаптани, викликають в присутність морської води інтенсивну корозію прецизійних пар паливної апаратури, трубопроводів і ємностей. Мала молекулярна маса і низька температура кипіння меркаптанів визначають їх переважне присутність в легких фракціях і майже повна відсутність у важких. Цим пояснюється поява меркаптанової корозії при обводнюванні дизельних палив і майже повна відсутність цих явищ при роботі на важких паливах.У загальному випадку знос циліндрів дизелів визначається цілою низкою чинників, серед яких провідна роль відводиться комбінації абразивного зношування і зносу тертям з корозійних зносом. При спалюванні в двигунах сірчистих палив очільну роль займає саме корозійний знос.

Інтенсивність корозії визначається:

А) концетраціях парів ангідриду SO3, в больщой ступеня залежить від процентного вмісту сірки в паливі.

Б) Локальними значеннями температур на поверхні циліндра з боку газів, що опускаються нижче температури точки роси (температури, при якій відбувається конденсація парів на поверхнях втулки циліндра).

В) кількість сірчаної кислоти і води, що скупчуються на дзеркалі циліндра.

Г) Товщиною масляної плівки, що захищає дзеркало циліндра і нейтралізується здатністю масла (його лужним числом).

Суднові засоби обробки, на жаль не забезпечують очистку палив від сірки і тому при спалюванні сірчистих палив виникають такі негативні явища:

1. Коррозія і інтенсивне зношування циліндро-поршневої групи дизелів.

2. Відкладення нагару.

3. Істощеніе масляної плівки.

4. Відкладення на вихлопних клапанах, соплах і лопатках турбін.

5. Коррозіонний знос цапф крейцкопофа, шийок колінчастого вала і підшипників.

6. Швидке обазовання в паливі асфальто-смолистих з'єднань і продуктів відкладень в танках.

7. Серністая корозія вихлопного трубопроводу і котлів.

Для запобігання корозії слід:

1. По-можливості прагнути до використання в двигунах палив мінімальної кількості вмісту сірки.

2. Для зниження корозійних процесів важливо температуру стінок циліндра утримувати на тому або більш високих рівнях. Це зокрема, досягає підвищенням температурного режиму і системі охолодження до максимального допустимого рівня при мінімальному перепаді температур між виходом і входом в двигун

3. Суттєвим зниженням корозії досягається доданням циліндровим масел крейцкопфних двигунів і циркуляційним масел тронкових двигунів захисних нейтралізують властивостей, зокрема присадок лужних металів, тим самим майже усуваючи або принаймні знижуючи її корозійні дії.

Література:

1. БелыйИ.Ф.,Меркулов А.Ф.,Голубев И. Г., Эффективное использование антифрикционных добавок к трансмиссионным и моторным маслам. М.:ФГНУ «Росинформагротех», 2011. – 52с.

2. Берукштис Г.К.,СтальскаяЗ.С., Атмосферная стойкость гальванических покрытий на стали.Передовой научно-технический и производственный опыт. Филиал ВИНиТИ, тема 13, № М57 253/13.М: Изв.АН , 1957.

3. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел ( пер. С англ.); под ред. Крагельского И. В.-М.:Машиностроение, 1968.-543 с.

4. Бугаев В.Н. Эксплуатация и ремонт форсированных тракторных двигателей. –М.: Колос, 1981- 208 с.

5. Абачараев М. М. Підвищення експлуатаційних якостей судів і їх механізмів нанесенням захисних плазмових покриттів / М. М. Абачараев, І. М. Абачараев, М. К. Гасанов // Вісник Астраханського державного технічного університету. Серія : Морська техніка й технологія. - 2015. - № 1. - С. 105-108.

6. Белов О. А. До питання про тривалість періоду ефективної роботи систем захисту від корозії сталевих корпусів допоміжних судів / О. А. Белов, В. А. Зшивальників, Д. А. Арчибисов, О. А. Белавина // Вісник Астраханського державного технічного університету. Серія : Морська техніка й технологія. - 2017. - № 3. - С. 7-15

7. Белозёров П. А. Використання электроугольных виробів при вимірі потенціалу сталевих корпусів кораблів і судів / П. А. Белозёров, В. А. Зшивальників, В. А. Пахомов, О. А. Белавина // Вісник Астраханського державного технічного університету. Серія : Морська техніка й технологія. - 2015. - № 1. - С. 27-31.

8. Белозёров П. А. Обґрунтування зняття обмежень на тривалість вимірів захисного потенціалу сталевих корпусів кораблів і судів / П. А. Белозёров, В. А. Зшивальників, Д. В. Коростылёв, О. А. Белавина // Вісник Астраханського державного технічного університету. Серія : Морська техніка й технологія. - 2015. - № 2. - С. 7-12.

9. Белозеров П. А. Удосконалювання методики виміру захисного потенціалу стальних корпусів кораблів і судів / П. А. Белозеров, В. А. Зшивальників, А. А. Луценко, О. А. Белавина // Вісник Астраханського державного технічного університету. Серія : Морська техніка й технологія. - 2014. - № 4. - С. 7-12.

10. Булатів Д.М. Металеві протекторні покриття захищають сталевий метал від корозії / Д. М. Булатів, С. Б. Петров, А. А. Сиротинский // Експозиція. - 2007. - 26 (46) листопад. - С. 34-36.



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Конференції

Конференції 2022

Конференції 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення