Атмосферная коррозия металлов
Кислотная коррозия металлов
Катодная реакция: 2H++2e-→H2 Анодная реакция: Fe→Fe2++2e-
Наводороживание стали
Зависимость скорости коррозии стали от концентрации серной кислоты
Кислотная коррозия металлов
Схематическое
изображение пузырей водорода:
(а) захват атомарного водорода в дефектах стали;
(б) образование е молекулярного водорода и пузырей в металле
Атмосферная коррозия металла
Атмосферу разделяют на континентальную и морскую.
Морская атмосфера может быть просто морской и тропической, а континентальная — сельской, промышленной и городской.
Атмосфера |
Fe |
Zn |
Pb |
Cu |
Ni |
Mg |
Сельская |
4-6 |
1-3,5 |
1,4 |
2,0 |
1,0 |
- |
Городская |
30-70 |
2,8-6 |
2,0 |
3,0 |
2,5 |
13-20 |
Промышленная 40-160 |
3,8-19 |
3,5 |
4,0 |
6,0 |
29-30 |
|
Морская |
60-170 |
2,5-15 |
1,8 |
3,8 |
3,0 |
- |
Тропическая |
0,8-70 |
0,5-1,5 |
- |
- |
- |
- |
а) сухая атмосфера
б) влажная атмосфера
Атмосферная коррозия металла
Капиллярная конденсация влаги. Наблюдается в щелях, зазорах, трещинах на поверхности металла, порах в пленке продуктов коррозии, под загрязнениями и т.п.
Адсорбционная конденсация влаги. Возникает в результате проявления на поверхности металла адсорбционных сил.
Химическая конденсация влаги проявляется во взаимодействии продуктов коррозии с атмосферной влагой. При этом образуется ржавчина, которая и удерживает эту влагу.
Растворение газов в воде: |
|
|
|
||||
SO2 |
+ HOH |
|
H2SO3 |
|
|
H+ + HSO3- |
|
CO2 + HOH |
|
H2CO3 |
|
|
H+ + HCO3- |
||
SO3 |
+ HOH |
|
H2SO4 |
|
|
H+ + HSO4- |
|
NH3 + HOH |
|
NH4OH |
|
|
|
NH4+ + OH- |
|
|
|
|
|
||||
приводит к образованию в капле воды на поверхности металла электролитов, поэтому атмосферная коррозия металлов – электрохимическая по механизму
Атмосферная коррозия металла
Атмосферная коррозия металла
Методы защиты:
Нанесение металлических или неметаллических покрытий. Неметаллическими защитными покрытиями могут выступать различные смазки, пасты, лакокрасочные материалы. Часто в их состав дополнительно вводят ингибиторы, пигменты, пассивирующие поверхность (например, цинк-хроматный пигмент для стали). Иногда поверхность превращают в труднорастворимый оксид или фосфат, обладающий
защитными свойствами. Металлическими покрытиями служат цинковые, никелевые, многослойные. Снижение относительной влажности воздуха. Удаление влаги осуществляют подогревом помещения (отопление) либо осушкой воздуха. Очень часто достаточно поддерживать влажность атмосферы до 50 %. Если воздух содержит пыль, другие примеси, то 50% влажность очень велика.
При осушке воздуха или повышении температуры затрудняется конденсация влаги на металле, что приводит к значительному уменьшению скорости коррозии.
Применение контактных и летучих (парофазных) ингибиторов. Контактные ингибиторы коррозии наносятся на поверхность изделия в виде водных растворов. Примером контактного ингибитора атмосферной коррозии может служить NaNO2.
Летучие ингибиторы обладают высокой упругостью паров, применяются при длительном хранении стальных либо других металлических изделий, транспортировке. Летучими ингибиторами коррозии заполняют герметичное пространство (защита внутренней части трубы, на концах которой стоят специальные заглушки) либо ими пропитывают оберточные материалы (бумага). Летучими ингибиторами могут пропитываться специальные гранулы, которыми заполняют объем упаковки защищаемого изделия. Примеры летучих ингибиторов: карбонаты, нитриты, бензоаты моноэтаноламина и дициклогексиламина.
Легирование металлов. Добавление в сталь небольшого количества никеля, хрома, алюминия, титана (переводят поверхность стали в пассивное состояние), меди (катодная добавка), фосфора тормозят анодную реакцию.