13. Коррозия при изменениях агрегатного состояния.

В за­висимости от характера взаимодействия частиц, образующих ве­щество, различают три агрегатных состояния: твердое, жид­кое, газообразное.

Если вещество находится при низкой температуре, частицы его образуют правильную геометрическую структуру, в таком случае энергии связей между частицами больше энергии тепло­вых колебаний, которые не нарушают образовавшуюся структуру, — вещество существует в твердом состоянии.

При повышении температуры энергия тепловых колебаний частиц возрастает, и для каждого вещества имеется температура, начиная с которой энергия тепловых колебаний превышает энер­гию связей. Частицы могут совершать различные движения, сме­щаясь относительно друг друга. Они еще остаются в контакте, хо­тя правильная геометрическая структура частиц нарушается — вещество существует в жидком состоянии.

При дальнейшем повышении температуры тепловые колеба­ния увеличиваются — частицы становятся практически не свя­занными друг с другом. Вещество переходит в газообразное со­стояние.

Итак, при повышении температуры вещества переходят из упорядоченного состояния (твердое) в неупорядоченное состоя­ние (газообразное); жидкое состояние является промежуточным.

В зависимости от агрегатного состояния среды, её давления и температуры, атак же от наличия механических воздействий применяются следующие основные виды защитных покрытий:

1.  лакокрасочные (для предохранения от атмосферных осадков, агрессивных газов и паров);

2.  битумно-пековые композиции (для гидроизоляции при воздействии жидких агрессивных сред);

3.  усиленная изоляция в виде обмазок, плотных штукатурок или облицовок (при действии высокоагрессивных газовых сред и жидкостей без механических включений);

4.  оклеенная изоляция рулонными материалами (рубероид, резина, пластмасса);

5.  многослойные тяжелые покрытия (грунтовка, шпаклёвка, оклеечная изоляция и штучные плитки, кирпич).

По результатам обзора можно сделать следующий вывод: при выборе защитного покрытия нужно определить, в какой агрессивной среде будет находиться конструкция. Нужно учитывать стойкость отдельных материалов, входящих в покрытие, а так же их сочетание, предполагаемую тщательность выполнения отдельных операций, возможность старения полимеров со временем и так далее.

14. Лакокрасочная и катодная защита

Лакокрасочные покрытия (антикоррозионная защита) в зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы может выполнять функции барьера, пассиватора или протектора. Барьерная защита – это механическая изоляция поверхности. Нарушение целостности покрытия даже на уровне появления микротрещин предопределяет проникновение агрессивной среды к основанию и возникновение подпленочной коррозии. Пассивация поверхности металла с помощью ЛКМ достигается при химическом взаимодействии металла и компонентов покрытия. К этой группе относят грунты и эмали, содержащие фосфорную кислоту (фосфатирующие), а также составы с ингибирующими пигментами, замедляющими или предотвращающими процесс коррозии. Протекторная защита металла достигается добавлением в материал покрытия порошковых металлов, создающих с защищаемым металлом донорские электронные пары. Для стали таковыми являются цинк, магний, алюминий. Под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал коррозии не подвергается.

Катодная защита, открытая Деви, известна с 1824 г. Она заключается в уменьшении скорости электрохимической коррозии путем катодной поляризации или с помощью вспомогательных электродов (протекторов), являющихся анодами по отношению к корродирующей системе. Катодная защита применяется в основном для подводных или подземных сооружений — морских конструкций, пирсов, трубопроводов. Она может быть осуществлена с помощью внешних источников тока или с помощью «жертвенных» анодов — протекторов.

Принцип катодной защиты заключается в том, что потенциал поверхности металла (относительно электролита, грунта и т. п.) сдвигается в сторону отрицательных значений за счет подвода электронов. В результате этого атомы железа не переходят в раствор в виде положительно заряженных ионов, а рН электролита, контактирующего непосредственно с металлом, смещается в щелочную область. Благодаря высокому рН на защищаемую поверхность осаждаются гидроксид магния, карбонаты кальция и магния, образуя пленку, подобную накипи. Эта пленка экранирует металлическую поверхность и затрудняет диффузию кислорода. Таким образом, в металлическую поверхность извне должен подводиться постоянный электрический ток. Этот ток может идти от гальванического элемента или выпрямителя, отрицательный полюс которых связан с защищаемым элементом, а положительный полюс — с анодом. Плотность защитного тока зависит от толщины осаждаемой пленки и может уменьшаться по мере ее роста.

Некоторые виды катодной защиты:

А. Катодная защита с гальваническим анодом;

Б. Катодная защита с посторонним (внешним) источником тока;

В. Катодная защита от электрокоррозии;

Г. Катодная защита оборудования в промышленных системах;

Д. Катодная защита внутренних поверхностей труб, емкостей и сосудов;