49 Стальная конструкция, покрытая цинком. Какое это покрытие? Напишите схему коррозии металла в случае нарушения покрытия во влажном воздухе. Какой тип покрытия?

В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. И то и другое получают главным образом протягиванием листа железа через расплав соответствующего металла. Для большей стойкости водопроводные трубы и арматуру из стали и серого чугуна часто подвергают оцинковыванию также окунанием в расплав данного металла. Это резко повышает срок их службы в холодной воде. Интересно, что в теплой и горячей воде срок службы оцинкованных труб может быть даже меньше, чем неоцинкованных.

Покрытия из цинка и олова (так же как и других металлов) защищают железо от коррозии при сохранении сплошности. При нарушении покрывающего слоя (трещины, царапины) коррозия изделия протекает даже более интенсивно, чем без покрытия. Это объясняется «работой» гальванического элемента железо – цинк и железо – олово. Трещины и царапины заполняются влагой и образуются растворы. Поскольку цинк более электроотрицателен, чем железо, то его ионы будут преимущественно переходить в раствор, а остающиеся электроны будут перетекать на более электроположительное железо, делая его катодом (рис. 2)

К железу-катоду будут подходить ионы водорода (вода) и разряжаться, принимая электроны. Образующиеся атомы водорода объединяются в молекулу H₂. Таким образом, потоки ионов будут разделены и это облегчает протекание электрохимического процесса. Растворению (коррозии) будет подвергаться цинковое покрытие, а железо до поры до времени будет защищено. Цинк электрохимически защищает железо от коррозии. 

Макрокоррозия (элементы размеры которого видны невооруженным глазом)- взаимодействие двух металлов.

анодZn | Fe катод A(Zn): Zn-2e=Zn⁺² первичные процесс

H₂O,O₂ K(Fe): H₂O+1/2O₂+2e=2OH^-

Zn⁺²+2OH^-=Zn(OH)₂ вторичный процесс

50 Методы электрохимической защиты: катодная защита – принцип метода; анодная защита (протекторная)

Катодная защита

Катодная защита — это электрохимическая защита, основанная на наложении катодного тока либо катодного электрода.

Катодная защита. Сдвиг потенциала металла осуществлен с помощью внешнего источника постоянного тока (станции катодной защиты) или соединением с другим металлом, более электроотрицательным по своему электродному потенциалу (протекторный анод). При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех её участках протекают только катодные процессы, а анодные, обусловливающие коррозию, перенесены на вспомогательные электроды. Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другиии явлениями, что может привести к ускорению коррозии. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий; необходимо учитывать возможность отслаивания покрытия.

 

Катодная защита была впервые описана сэром Гемфри Дэви в серии докладов представленных Лондонскому королевскому союзу по развитию знаний о природе в 1824. После продолжительных тестов впервые катодную защиту применили в 1824 на судне HMS Samarang. Анодные протекторы из железа были установлены на медную обшивку корпуса судна ниже ватерлинии, значительно снизив скорость корродирования купрума. Медь, корродируя, высвобождает ионы купрума, которые обладают антиобрастающим эффектом. В связи с чрезмерным обрастанием корпуса и снижения эффективности корабля, Королевский военно-морской флот Англии принял решение отказаться от протекторной защиты, чтобы получить преимущества от антифоулингового эффекта вследствие корродирования купрума.

Применение:

Для защиты судов от морской коррозии

Для стационарных нефтегазопромысловых сооружений, газопроводов и хранилищ

Для подземных сооружений, нефтепроводов, кабелей, и скважин

Для защиты стальной арматуры в железобетоне для свай, фундаментов, дорожных сооружений (в том числе горизонтальных покрытий) и зданий.