5. Антикорозійна обробка металевих виробів

Корозією називають руйнування твердих тіл, металів та сплавів внаслідок хімічної та електрохімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.

Агресивним середовищем, що спричиняє корозію, є вода, розчини кислот, лугів і солей, розплави металів і солей, нафтопродукти, промислові гази, висока температура тощо.

Майже всі метали, крім золота, платини, срібла та їхніх сплавів, піддаються корозії.

Захист від корозії— складне технічне і важливе народногосподарське завдання.

Понад 10 % виплавлених металургією залізовуглецевих сплавів втрачається від корозії.

Хімічна корозія є результатом руйнування металів під дією гарячих газів і рідин, які не проводять електричний струм (неелектроліти), — масло машинне, нафта, бензин, спирт, смола тощо. При цьому на поверхні металу утворюються оксидні, сульфідні та інші плівки. Плівки оксиду заліза Fe₂0₃ неміцні, легко руйнуються і руйнують послідовно основний метал.

Електрохімічна корозія є результатом руйнування металів в середовищах— електролітах (вода, водні розчини кислот, лугів, солей та інших рідин, що проводять електричний струм).

При контакті металу з електролітом іони з поверхні металу переходять в електроліт.

Залежно від умов протікання корозійного процесу розрізняють такі найбільш поширені види корозії:

1. атмосферну (в атмосфері повітря завжди є пари води, кисню та інших вологих газів, кислот і солей);

2. рідинну (в електролітах);

3. ґрунтову (корозію металів в ґрунтах);

4. електрокорозію (під дією зовнішнього джерела електроструму, в тому числі від блукаючих струмів);

5. Під дією механічних напружень.

Для оцінки ступеня руйнування металів від корозії застосовують показник корозійної стійкості.

Корозійною стійкістю матеріалів називають здатність їх чинити опір дії агресивного середовища.

Найпоширенішими способами антикорозійного захисту металів і сплавів є:

• легування (зміна хімічного складу);

• нанесення антикорозійних покриттів (металевих, неметалевих, дифузійних);

• використання інгібіторів (сповільнювачів) корозії.

Легування — створення сплавів з антикорозійними властивостями. До залізовуглецевих сплавів (чавунів, сталей) додають легуючі елементи — хром, нікель, титан. На поверхні виробів з легованих сплавів утворюються щільні оксидні плівки, які захищають вироби від корозії.

Леговані сталі (хромисті, хромонікелеві тощо) широко використовують в хімічній, харчовій та інших галузях промисловості, а також в умовах дії високих механічних напруг. Легування є надійним, але дорогим способом антикорозійного захисту через високу вартість легуючих елементів.

Нанесення антикорозійних покриттів — найпоширеніший спосіб захисту від корозії, який дає змогу ізолювати вироби від агресивного середовища. Застосовують такі види покриттів: металеві, неметалеві та дифузійні.

Покриття металеві — здійснюють корозієстійкими металами (оловом, цинком, міддю, нікелем та ін.) шляхом нанесення їх на поверхню виробів тонким шаром. Використовують способи нанесення: гальванічний, плакування, металізацією напилення та гарячим нанесенням.

Гальванічне покриття — наносять методом електролітичного осадження, занурюючи вибір в гальванічну ванну з розчином електроліту, на основі корозієстійких чистих металів (цинку, нікелю, кадмію, хрому, срібла, золота та ін.) або їх сплавів. Ці покриття в вигляді плівки надійні, мають гарні декоративні явища, дають змогу точно витримувати задану товщину шару плівки і не потребують нагрівання.

Плакування (термомеханічне покриття) — здійснюють нанесення методом гарячої прокатки або пресування на поверхню металевих листів, плит, дроту, труб тонкого шару іншого металу або сплаву (наприклад, латунного покриття на сталевий лист).

Металізація напилення — нанесення металізованого антикорозійного покриття, на поверхню виробу розпиленням розплавленого корозієстійкого металу (цинку, алюмінію, титану, хрому та інших) за допомогою потоку стиснутого повітря. Цей спосіб застосовують для нанесення покриттів на великогабаритні вироби і конструкції.

Гаряче нанесення металевого покриття — виріб занурюють у розплав корозієстійкого металу (цинку, олова та ін.) і витримують певний час. Поверхню виробу покриває тонкий шар металу. Цинком покривають стальні листи, труби, дріт, посуд, оловом — консервні банки. Перевагами способу є висока продуктивність і технологічна простота.

Покриття неметалеві утворюють нанесенням на поверхні виробів лаків, фарб, емалей, мастил, гуми, пластмас. Ці покриття можна наносити на поверхні виробів зануренням, розпиленням, за допомогою помазка, вони добре закривають пори, не змінюють властивостей металу, є корозієстійкими і добрими електроізоляторами, легко поновлюються. Неметалеві покриття найпростіший і відносно дешевий спосіб антикорозійного захисту металів і сплавів, майже 90% виробів захищають від корозії цим способом.

Дифузійні (хімічні) покриття — це захисні оксидні, фосфатні, хромові та інші плівки, які створюються під час дії на метал сильних хімічних реагентів.

Оксидування — цілеспрямоване окислення поверхні металічного виробу хімічним або електрохімічним (анодування) способом з отриманням окисної плівки, яка відіграє корозієзахисну або декоративну роль (вороніння).

Фосфатування — створення на стальних виробах антикорозійного поверхневого шару з фосфатів марганцю і заліза.

Хромування — насичення хромом поверхневого шару стальних виробів з метою підвищення твердості, покращення захисно-декоративних властивостей.

Використання інгібіторів — зупиняє або сповільнює корозійні процеси.

Інгібітори — спеціальні хімічні речовини, які, не змінюючи властивостей середовища, знижують корозійну активність металів і сплавів.

Одні інгібітори ізолюють поверхні виробу від агресивного середовища, інші порушують дію мікрогальванічних пар, що утворюється на поверхні виробу, і спричиняють електрохімічну корозію.