ЛР 7 Агеев Алексей группа 1205

2

Цель работы: изучение влияния некоторых факторов на протекание процессов химической и электрохимической коррозии и методов защиты металлов от коррозии.

Основные теоретические положения

Коррозия это – это окислительно-восстановительный процесс самопроизвольного разрушения металлов и металлических сплавов вследствие их взаимодействия с агрессивной окружающей средой.

Химическая коррозия – взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают без пространственного разделения процессов окисления и восстановления. Не возникает электрического тока между отдельными участками поверхности металла. При таком взаимодействии окислитель, отнимая у металла валентные электроны, одновременно образует с ним химическое соединение.

Электрохимическая коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов в электролитически проводящих средах (в растворах или расплавах электролитов, на воздухе, в почве и т. п.).

Металл (или участок металла) с более отрицательным электродным потенциалом выступает в качестве анода. На аноде протекает процесс окисления металла, который можно записать: Me0 – nē Men+

Менее активный металл (участок металла) является катодом. На катоде

протекает процесс восстановления. Катодные процессы протекают с участием молекул и ионов среды, и отличаются в зависимости от среды, в которой

3

– в нейтральной и щелочной среде с участием растворенного кислорода:

̅

Основные методы защиты от коррозии.

1. Повышение коррозионной стойкости металлов и сплавов легированием. К числу мер борьбы с коррозией, основанных на повышении коррозионной стойкости металлов, можно отнести термообработку и коррозионностойкое легирование.

Термообработка способствует гомогенизации структуры металла, снятию внутренних напряжений, предотвращению выпадения карбидов по границам зерен, что повышает коррозионную стойкость металла.

Создание коррозионностойких сплавов достигается легированием – введением в их состав различных добавок (хрома, никеля, титана, молибдена, меди,

кремния, алюминия, бериллия и др.), которые в большинстве случаев уменьшают анодную активность сплава за счет его пассивации в определенных коррозионных средах либо переводят местную коррозию металла в менее опасную сплошную коррозию.

2. Снижение агрессивности коррозионной среды. Понижение агрессивности среды путем ее соответствующей обработки широко используется для предотвращения коррозионных разрушений металлоконструкций.

В случае газовой коррозии металлов сводится к созданию атмосферы,

исключающей термодинамическую возможность протекания химической реакции взаимодействия металлов с компонентами газовой среды.

В случае электрохимической коррозии обработка коррозионной среды сводится к уменьшению содержания в ней деполяризатора или введения в нее замедлителей (ингибиторов) коррозии металлов.

Уменьшение содержания деполяризатора достигается нейтрализацией кислых растворов, вызывающих коррозию с водородной деполяризацией, или удалением из раствора электролита кислорода, вызывающего коррозию с кислородной деполяризацией.

4

Принцип действия значительного числа ингибиторов заключается в адсорбции ингибитора на корродирующей поверхности и последующем торможении

катодных или анодных процессов электрохимической коррозии.

3. Защита электрическим током (электрохимическая

защита). Сущность электрохимической защиты заключается в том, что металлоконструкции подвергают внешней поляризации (катодной или

Катодная защита внешним током заключается в том, что защищаемую металлическую конструкцию присоединяют к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, а к положительному полюсу – вспомогательный электрод, который работает как анод.

Протекторная защита металлических конструкций от коррозии заключается в том, что к защищаемой конструкции присоединяют металл, потенциал которого в данной коррозионной среде отрицательнее потенциала защищаемого металла.

Образуется гальванический элемент, где защищаемая деталь становится катодом, а более отрицательный металл (протектор) – анодом.

Анодная защита внешним током используется для защиты от коррозии металлов и сплавов, склонных к пассивированию в коррозионных окислительных средах (титан и его сплавы, хром, никель, нержавеющие стали).

При анодной защите защищаемая конструкция присоединяется к положительному полюсу внешнего источника постоянного тока, а

вспомогательный электрод – к отрицательному полюсу источника тока. В

случае анодной поляризации потенциал защищаемого металла смещается в пассивную область, где ток коррозии очень мал. Пассивное состояние поддерживается небольшим по величине внешним анодным током.

4. Нанесение защитных покрытий. Самый распространенный метод защиты металлов от электрохимической коррозии – нанесение различных

5

защитных металлических и неметаллических покрытий или превращение поверхностного слоя металла в инертное химическое соединение, стойкое к воздействию окружающей среды.

Неметаллические покрытия (лаки, краски, эмали и др.) являются самым распространенным видом защиты металлов от коррозии. Основная роль неметаллического покрытия как средства защиты металлов от коррозии сводится к изоляции металлической поверхности от внешней коррозионной среды.

Неорганические покрытия – пассивация металлов. Большинство металлов окисляются кислородом воздуха с образованием на поверхности оксидных пленок. При защите металлов от коррозии целесообразно улучшать самопроизвольно образующуюся на поверхности металла защитную оксидную пленку искусственным путем, создавая пленки, обладающие более высокой коррозионной стойкостью, чем основной металл.

Примерами технологических процессов образования защитных пленок на поверхности металла являются оксидирование алюминия и магния,

оксидирование (воронение) стальных изделий – на поверхности металла образуются защитные оксидные пленки; фосфатирование стальных и железных изделий, слаболегированных чугунов, цинка, алюминия и его сплавов – образуются фосфатные пленки.

Металлические покрытия. По способу защиты основного металла металлические покрытия подразделяют на катодные и анодные:

катодные покрытия – это покрытия металлами, равновесные электродные потенциалы которых в данной коррозионной среде положительнее равновесного электродного потенциала защищаемого металла (для железа (а

также углеродистых и низколегированных сталей) это покрытия из золота,

серебра, меди, свинца, олова, никеля и хрома);

анодные покрытия – это покрытия, равновесные электродные потенциалы которых в данной коррозионной среде отрицательнее равновесного потенциала защищаемого металла (цинк и кадмий на железе (углеродистых и

6

низколегированных сталей). Эти покрытия в обычных условиях защищают металл не только механически, но и электрохимически в результате протекторного действия.

5.Комбинированные методы защиты.

6.Рациональное конструирование.