10. Защита металлов от коррозии уменьшением агрессивности коррозионнойсреды

Снижение коррозионной активности среды может быть осуществлено двумя способами:

• удалением из агрессивной среды компонентов, вызывающих корро- зиюметаллов;

• введением в агрессивную среду специальных веществ, которые вы- зывают значительное снижение скорости коррозионного процесса. Такие вещества называют замедлителями, или ингибиторами,коррозии.

1. Обработка коррозионнойсреды

Обработка коррозионной среды для снижения ее агрессивности осуще- ствляется уменьшением в ней содержания деполяризатора. В растворах элек- тролитов это достигается путем снижения содержания ионов водорода или удаления кислорода. В кислых растворах, вызывающих коррозию с водород- ной деполяризацией, повышают рН раствора, т.е. уменьшают концентрацию ионов водорода. В нейтральных растворах, вызывающих коррозию с кисло- родной деполяризацией, снижают содержание кислорода в электролите хи- мическим, термическим, десорбционным способами. При нагревании воды или раствора электролита вследствие уменьшения растворимости кислорода происходит его удаление из агрессивной среды. Пропускание через раствор инертного газа также способствует снижению содержания кислорода в рас- творе. При химической обработке воды в нее добавляют восстановители, ко- торые связывают растворённый кислород. К таким восстановителям отно- сятся гидразин, сульфит натрия и др.

N₂H₄H₂O + O₂= N₂₊3H₂O; (12.1)

2Na₂SO₃+ O₂₌2Na₂SO₄. (12.2)

Удалить кислород из воды можно также пропусканием ее через слои железных стружек. При этом при температуре около 85С происходит окис- ление железа, в результате чего кислород связывается

3Fe + 2O₂₌Fe₃O₄. (12.3)

Уменьшение агрессивности газовой среды сводится к изменению ее состава и созданию атмосферы, исключающей термодинамическую возмож- ность протекания химической реакции взаимодействия металла с компонен- тами газовой среды.

При воздействии на железоуглеродистые стали газов, содержащих окислители, кислород и его соединения, при высоких температурах на по- верхности металла происходит реакция между цементитом и этими газами

Fe₃C + O₂= 3Fe+CO₂. (12.4)

В результате этой реакции поверхностный слой обедняется углеродом. Обезуглероживание ведет к изменению механических свойств: уменьшается поверхностная твердость и понижается предел усталости. При наличии во- дорода в газовой среде при высоких температурах и давлении наблюдается коррозия, которая резко снижает механические свойства конструкционных железоуглеродистых сталей.

Для снижения агрессивности среды в нее вводят компоненты, которые не вызывают окисления, обезуглероживания и наводороживания. Расчет со- става защитной атмосферы для металлов и сплавов проводят с использова- нием констант равновесия, устанавливающихся в системе металл-газ. Для создания защитных атмосфер разработано несколько газовых смесей:

• водород-водянойпар-азот;

• водород-водяной пар-оксидуглерода-азот;

• водород-водяной пар-азот-оксид углерода-диоксидуглерода;

• азот-оксидуглерода-водород.

В ряде случаев термическую обработку нержавеющих сталей проводят в вакууме или в атмосфере аргона.

Для снижения скорости атмосферной коррозии металла изделия по- мещают в герметичные чехлы из полиэтиленовой пленки, внутри которых создают атмосферу с относительной влажностью воздуха ниже критической (60%) за счет применения осушителей (силикагель). В искусственно создан- ной сухой атмосфере коррозионные процессы протекают очень медленно.