45. Катодная и анодная защита металлов от коррозии. Протекторы. Катодная защита от коррозии

Для повышения устойчивости металлических деталей при соприкосновении с какой-либо агрессивной средой или при эксплуатации с воздействием морской воды или почвы, применяется катодная защита от коррозии. При этом катодная поляризация сохраняемого металла достигается формированием микрогальванической пары с другим металлом (алюминий, цинк, магний), понижением скорости катодного процесса (деаэрация электролита) или наложением электротока от внешнего источника.

Такой прием, как правило, применяется для сохранения черных металлов, потому что из них изготавливается большая часть объектов размещающихся в почве и воде – например, пирсы, свайные сооружения, трубопроводы. Широкое применение данный метод нашел и в машиностроении, при профилактике коррозийных процессов новых и находящихся в эксплуатации машин, при обработке кузова автомобиля, полостей лонжеронов, узлов шасси и т. п. Следует заметить, что этим же способом производится эффективная защита днища автомобиля, которое наиболее часто подвергается воздействию агрессивных сред.

Катодная защита, при многих достоинствах, все же имеет и недостатки. Один из них – переизбыток защиты, такое явление отмечается при сильном смещении потенциала сохраняемого изделия в отрицательную сторону. В результате – хрупкость металла, коррозионное растрескивание материала и разрушение всех предохраняющих покрытий. Ее разновидностью является защита протекторная. При ее использовании к сберегаемому изделию присоединяется металл с отрицательным потенциалом (протектор), который впоследствии, сохраняя объект, разрушается.

Анодная защита

Анодная защита от коррозии металла применяется для изделий, изготовленных из высоколегированных железистых сплавов, углеродистой и кислотоупорной стали, расположенных в коррозионных средах с хорошей электропроводностью. При этом способе потенциал металла сдвигается в положительную сторону до того времени, пока не достигнет стабильного (пассивного) состояния.

Анодная электрохимическая установка включает в себя: источник тока, катод, электрод сравнения и сохраняемый объект.

Для того чтобы защита была максимально эффективной для какого-либо конкретного предмета, необходимо соблюсти определенные правила:

• свести к минимуму количество трещин, щелей и воздушных карманов;

• качество сварных швов и соединений металлоконструкций должно быть максимальным;

• катод и электрод сравнения должны быть помещены в раствор и находиться там постоянно.

Протекторы:

Магниевые протекторы

Из-за высокого рабочего потенциала магниевого протекторного сплава

(минус 1,45 В по хлорсеребряному электроду сравнения) происходит быстрый износ

протекторов и поэтому не представляется возможным с помощью этих протекторов

осуществить защиту на приемлемый для практики длительный срок.

Следует отметить также что у магния и магниевых сплавов, в отличие от

цинка и алюминия, отсутствует поляризация, сопровождаемая уменьшением

токоотдачи.

Область применения

ВАЖНО! Нежелательно применение магниевых протекторов для защиты

Цинковые протекторы

Протекторы из цинкового сплава полностью взрывопожаробезопасны, что

позволяет их применять на объектах, к которым предъявляются жесткие требования

по взрывопожаробезопасности. Кроме того, при их анодном растворении не

образуются продукты, загрязняющие рабочую среду.

Область применения

Опыт показывает, что в песчано-парафинистых отложениях на днищах

резервуаров из-за их невысокой электропроводности анодной активности

алюминиевого сплава недостаточно. Поэтому, учитывая, что протекторы из

цинкового сплава имеют более высокий рабочий потенциал, чем протекторы из

алюминиевого сплава, для защиты от коррозии внутренней поверхности нефтяных

резервуаров, в первую очередь, днищ и нижних поясов, наиболее рационально

применять протекторы из цинкового сплава.

Алюминиевые протекторы

Короткозамкнутые протекторы из сплава с повышенной анодной активностью

предназначены для защиты днищ резервуаров, подверженных накоплению песчано-

парафиновых отложений, удельная электропроводность которых значительно ниже,

чем у пластовых вод. Такой материал характеризуется величиной рабочего и

стационарного отрицательного потенциала по водородному электроду сравнения

соответственно 850-900 мВ. Применение таких сплавов позволяет также обеспечить

защиту конструкции при наличии в агрессивной среде сульфатвосстанавливающих

бактерий, присутствующих в нефти практически всегда.

Браслетные алюминиевые протекторы позволяют защитить сварные

стыковые соединения промысловых трубопроводов, которые наиболее уязвимы для

коррозии.