6. Классификация методов защиты конструкций откоррозии

В процессе эксплуатации химического оборудования металлы под- вергаются коррозионному разрушению, что приводит к его преждевремен- ному выходу из строя. На скорость коррозии оказывают существенное влия- ние материал, из которого изготовлено оборудование, его конструкционные особенности, природа агрессивной среды и условия эксплуатации. Для по- вышения долговечности и надежности вновь проектируемых аппаратов и из- делий необходимо правильно выбрать материал для изготовления узлов и деталей и наиболее эфективную защиту от коррозии.

Коррозию металлов можно замедлить изменением их стационарных потенциалов, пассивированием, нанесением защитных покрытий, снижением концентрации окислителя в коррозионной среде, изоляцией поверхности ме- талла от окислителя и т. д. При разработке методов защиты от коррозии ис- пользуют различные способы снижения скорости коррозии, которые выби- раются в зависимости от характера коррозии и условий ее протекания. Вы- бор того или иного способа определяется его эффективностью, а также эко- номической целесообразностью. Методы защиты металлов от коррозии раз- личаются по механизму защитного действия и по способу применения защи- ты.

По механизму защитного действия методы защиты металлов от элек- трохимической коррозии можно разделить на следующие:

• методы, тормозящие преимущественно катодный процесс (при- менение катодных ингибиторов, уменьшение концентрации катодных депо- ляризаторов в растворе, применение электрохимической катодной защиты, снижение катодных включений всплаве);

• методы, тормозящие преимущественно анодный процесс (приме- нение анодных ингибиторов или пассиваторов, легирование сплава с целью повышения пассивности, применение анодной электрохимическойзащиты);

• методы, увеличивающие омическое сопротивление системы (при- менение изоляционных прокладок между катодными и анодными участками системы);

• методы, снижающие термодинамическую нестабильность корро- зионной системы (покрытие активного металла сплошным слоем термоди- намически устойчивого металла, легирование термодинамически нестабиль- ного металла значительным количеством стабильного компонента, полная изоляция металла от коррозионнойсреды);

• смешанные методы, т.е. методы, тормозящие одновременно не- сколько стадий коррозионногопроцесса.

Наиболее эффективным методом защиты металлов от коррозии обыч- но является метод, который преимущественно тормозит основную контроли- рующую стадию данного электрохимического коррозионного процесса.

Применение методов защиты, уменьшающих степень термодинами- ческой неустойчивости системы, всегда в той или иной степени будет спо- собствовать понижению скорости коррозионного процесса.

При параллельном применении нескольких методов защиты металлов от коррозии, как правило, легче достичь более полной защиты, если все эти методы действуют преимущественно на основную контролирующую стадию электрохимического коррозионного процесса. Например, при уменьшении коррозии металла добавлением анодных ингибиторов (пассиваторов) усиле- ние эффекта защиты будет достигаться также введением катодных присадок в сплав или дополнительной аноднойполяризацией.

По способу применения все методы защиты металлов от коррозии подразделяются на несколько групп.

Металлические защитные покрытия

Роль защиты от коррозии сводится к повышению термодинамической устойчивости металла и к изоляции изделия от коррозионной среды.

По методу нанесения металлические защитные покрытия подразделя- ются на горячедиффузионные и гальванические покрытия.

К горячедиффузионным покрытиям относятся покрытия, наносимые механо-физическими методами и основанные на взаимодействии металла изделия с покрываемым металлом, который находится в виде расплава, па- ров солей или в виде листов.

К этой группе относятся: горячее, диффузионное, металлизационное и плакировочное покрытия.

К гальваническим покрытиям относятся покрытия, наносимые элек- трохимическим методом.

Неметаллические покрытия

Защитные свойства неметаллических покрытий сводятся к изоляции защищаемого изделия от коррозионной среды. К неметаллическим покрыти- ям относятся:

• неорганические покрытия (оксидные, фосфатные, эмалевыепокры-

тия);

• органические покрытия (лакокрасочные, битумные покрытия и поли- мерныепленки).

Коррозионностойкие материалы

Легирование железа такими металлами, как никель, хром, марганец, кремний, алюминий, молибден, вольфрам, позволяет повысить коррозион- ную устойчивость металла за счет образования на его поверхности коррози- онностойкой оксидной пленки.

По составу сплавы железа подразделяются на низколегированные (до двух процентов легирующих компонентов) и высоколегированные, когда железо легируют одним или несколькими легирующими компонентами (об- щее содержание легирующих компонентов свыше 15%), например нержа- веющая сталь 12Х18Н10Т. Сюда следует также отнести неметаллические конструкционные материалы.

Обработка коррозионной среды

Применяют два основных метода защиты: удаление из раствора аг- рессивных агентов, которые ускоряют коррозионный процесс, и применение ингибиторов коррозии, которые снижают действие агрессивных агентов.

В первом случае удаляют из агрессивной среды деполяризатор при ра- боте коррозионного элемента. Например, кипячением удаляют из раствора кислород, что приводит к снижению скорости коррозии с кислородной депо- ляризацией.

Ингибиторы (замедлители коррозии) по механизму действия подразде- ляются на катодные, анодные и смешанные. Механизм защитного действия ингибиторов заключается в адсорбции ингибитора на корродирующей по- верхности с последующим торможением катодных или анодных процессов коррозионного элемента.

Электрохимическая защита

Она подразделяется на протекторную, катодную, анодную и дренаж- ную. Такая защита широко применяется для защиты подземных и подводных сооружений.

Комплексная электрохимическая защита

При такой защите применяются два и более методов защиты от корро- зии, что способствует более высокой степени защиты изделий от коррозии,

например защитное покрытие плюс катодная защита; защитное покрытие плюс катодная защита плюс обработка грунта и др.

Выбор метода защиты оборудования от коррозии обусловливается сте- пенью агрессивности рабочих компонентов, а также внешними условиями, т.е. степенью агрессивности среды, в которой находится аппарат или маши- на.