3.15.1 Методы защиты металлов от коррозии

1 Создание антикоррозийных сплавов

Если при эксплуатации сооружения нет специальных условий, то применяют низколегированные стали с небольшими добавками меди, хрома, никеля, молибдена, ванадия. При введении в углеродистые стали меди удаётся повысить устойчивость металла против коррозии примерно в 3 раза. Введение никеля и особенно молибдена в сталь заметно повышает их устойчивость к растворам серной и соляной кислот. Большой интерес представляют стали, содержащие значительный процент хрома, который легко переходит в пассивное состояние и, образуя твёрдый раствор с железом, передаёт пассивность всему сплаву.

2 Неметаллические защитные покрытия

Раньше пользовались дешёвыми , но недолговечными покрытиями: красками, лаками, смазками. Раз в два года, а иногда и чаще их требовалось обновлять. Следовательно, применяя подобные средства защиты, надо было заранее планировать постоянные расходы. Гораздо выгоднее оказались защитные слои из алюминия, цинка и их сплавов. Правда, создание их довольно дорого, но зато они позволяют стальным конструкциям существовать без заметного разрушения 20–30 лет. Для многих объектов, например крыш домов, это более чем достаточно.

В настоящее время всё большее значение приобретает покрытие изделий слоем полимеров: полиэтилена, полихлорвинила, полиамидных смол и др. Плёнку полимера или приклеивают к изделию, или покрывают слоем расплава при погружении нагретого изделия в порошок полимера, который плавится и приваривается к металлу.

3 Неорганические плёнки

При рассмотрении химической коррозии уже говорили, что плотная оксидная плёнка препятствует разрушению металла. Защита оксидированием состоит в искусственном создании или утолщении тонкой и прочной защитной плёнки. Её специально создают на металлической поверхности при помощи анодного окислителя. В зависимости от методов различают газовое оксидирование, воронение, электротехническое оксидирование. Кроме оксидных, защитным действием обладают и некоторые другие поверхностные соединения, особенно фосфатные.

4 Металлические покрытия

Для защиты металла от коррозии покрывают металлическое изделие слоем другого металла. Основная цель – создание на поверхности защитных слоёв, которые обладают более высокой коррозийной стойкостью, чем сам основной металл. Широко используется цинкование и алитирование, т.е. покрытие слоем цинка или алюминия; давно известен способ лужения ( покрытие оловом). Никелирование, хромирование, свинцевание, кадмирование, меднение также применяются для защиты металлов. В некоторых случаях используют латунь и бронзу для покрытия.

При металлопокрытии необходимо учитывать ряд условий. Во-первых, необходимо, чтобы сцепление покрывающего металла с основным было прочным; во-вторых, покрытие должно быть сплошным, те. без пор; в-третьих равномерным и соответствующей толщины, и, в-четвёртых, достаточно твёрдым и хорошо сопротивляться механическому износу.

5. Ингибиторы и замедлители коррозии

Ингибиторы (буквально – помехи) и замедлители – это органические и неорганические вещества, вводимые в агрессивную среду в целях замедления процесса коррозии. Обычно это различные амины, альдегиды, кетоны, сульфокислоты, дихроматы, фосфаты и нитраты. Сорбируясь на поверхности того или иного металла, участвующего в образовании гальванопар, они изолируют его от среды и затрудняют разрядку частиц-окислителей.

Метод их применения – обработка среды с целью уменьшения агрессивности. Механизм действия – изменение скорости электрохимических реакций корродирующего металла. Ингибиторы и замедлители добавляются в растворы, в замкнутые системы охлаждения, в нефтепродукты. Их даже впрыскивают в газопроводы для снижения коррозии внутри трубы. Для защиты при транспортировке и хранении используют так называемые летучи ингибиторы. Они адсорбируются на поверхности станков и приборов, находящихся в замкнутом пространстве. Ими пропитывают упаковочную бумагу, и детали, завёрнутые в эту бумагу, не корродируют. Применение высокоэффективных ингибиторов, разработанных в последние годы оказывается экономически оправданным способом защиты металлов. Например, добавка в воду охладительной системы двигателей внутреннего сгорания ), 5% хромпика практически устраняет коррозию.

Значительные успехи достигнутые в защите металлов от коррозии различными органическими и металлоорганическими веществами. Они либо сильно замедляют процесс коррозии, либо прерывают его вовсе. Ныне известно более трёх тысяч соединений, влияющих на разрушение металлов. Однако далеко не все вещества, тормозящие разрушение металлов, могут считаться ингибиторами. Значительная часть из них должна быть (по мнению С.А. Балезина) отнесена к замедлителям. Ингибиторами можно считать лишь те вещества, которые не только замедляют процесс коррозии, но и сохраняют неизменными химико-физические свойства металлов. Вещества которые только тормозят разрушение металла, целесообразно назвать замедлителями. Таково принципиальное отличие ингибиторов от замедлителей. И те и другие могут оказывать воздействие как на среду, так и на состояние поверхности металлов, причём в некоторых случаях непосредственный контакт защитного вещества с металлом необязателен.

Из всего множества применяемых для защиты металлов веществ истинными ингибиторами в указанном выше смысле и отвечающим перечисленным требованиям являются всего несколько десятков. Среди них представители различных классов органических соединений, катапин (парадодецилбензолпиридинийхлорид), формальдегид и др. Выбор того или иного ингибитора зависит от природы и особенностей коррозийного процесса.

Всё более действенным фактором становится борьба за уменьшение агрессивности промышленной атмосферы. Этого добиваются улучшением технологии производства, установкой пыле- и газоуловителей. Применяют более прогрессивные виды топлива, заменяют этилированный бензин автомашин на такой, который даёт при сгорании менее токсичные и агрессивные газы.