2. Изменение состава и свойств коррозионной среды.

Изменение состава и свойств коррозионной среды, т.е. уменьшение ее агрессивности, осуществляют либо введением в нее специальных веществ — ингибиторов коррозии, либо соответствующей ее обработкой (нейтрализация кислых растворов, обезкислороживание воды).

Защиту ингибиторами применяют в системах с постоянным или мало обновляемым объемом коррозионной среды (в котлах, цистернах, химических аппаратах). Ингибиторами называют химические соединения или композиции на их основе, введение которых в небольших количествах (до 1% (масс.)) в коррозионную среду резко снижает скорость коррозии.

По химическому составу различают органические и неорганические ингибиторы, по механизму своего действия на процесс электрохимической коррозии — катодные, анодные и экранирующие (изолирующие) ингибиторы.

Механизм защитного действия большинства ингибиторов заключается в адсорбции (концентрировании) их на корродирующей поверхности и последующем торможении анодных (анодные ингибиторы) и катодных (катодные ингибиторы) процессов электрохимической коррозии, а также в образовании защитных и пассивирующих (защищающих от коррозии) пленок (экранирующие ингибиторы).

Анодные ингибиторы — это неорганические соединения, обладающие окислительными свойствами (хроматы, нитриты и др.). Адсорбируясь на корродирующей поверхности, они легко восстанавливаются на ее катодных участках, превращаясь в оксиды или малорастворимые соли, обеспечивающие пассивацию (защиту от коррозии) анодных участков.

Катодные ингибиторы по защитному действию менее эффективны, чем анодные, однако не вызывают усиления коррозии при их недостаточном содержании в коррозионной среде. Они тормозят протекание катодных процессов:

а) путем уменьшения концентрации растворенного кислорода связыванием его в химические соединения, например:

2Na₂SO₃ + O₂ = 2Na₂SO₄

б) в силу уменьшения площади катодных участков экранированием.

Практическое использование того или иного ингибитора определяется его эффективностью, токсичностью и ущербом, наносимым окружающей среде промышленными сбросами, содержащими ингибитор.

3. Электрохимическая защита: виды и механизм действия.

Электрохимическая защита эффективна в коррозионных средах с хорошей электрической проводимостью и основана на снижении скорости коррозии торможением анодных или катодных реакций путем поляризации (изменения потенциала) защищаемой конструкции (катода или анода) постоянным током.

В зависимости от вида поляризации различают катодную и анодную защиты.

Катодную поляризацию, а следовательно, и катодную защиту осуществляют двумя способами:

1. подключением защищаемой конструкции к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока. Соответствующую разновидность катодной защиты называют защитой внешним (наложенным) потенциалом (рис.1).

2. Присоединением к защищаемой конструкции электрода («жертвенного» анода, или протектора), изготовленного из металла, имеющего меньший электродный потенциал, чем потенциал защищаемой конструкции. Разновидность катодной защиты в этом случае называют протекторной (гальванической) защитой, или защитой «жертвенным» анодом (рис.2).

Анодную защиту осуществляют присоединением защищаемой конструкции к положительному полюсу внешнего источника постоянного тока, а вспомогательного электрода — к отрицательному, при этом конструкция — анод, а электрод — катод. Анодная защита в отличие от катодной применима только к легкопассивируемым (имеющим защитную (неокисляемую) оксидную пленку) металлам.

Рис.1. Схема катодной защиты внешним потенциалом:

1 – выпрямитель тока; 2 – токопроводящая засыпка; 3 – вспомогательный анод; 4 – защищаемая конструкция (трубопровод) — катод; 5 – стальной провод с изоляцией; 6 – грунт.

Рис.2 Схема катодной защиты протектором («жертвенным» анодом):

1– засыпка (суспензия бентонита и алебастра, увеличивающая сопротивление грунта); 2 – протектор, или «жертвенный» анод; 3 – защищаемая конструкция (трубопровод) — катод; 4 – стальной наконечник; 5 – стальной провод с изоляцией; 6 – грунт.

При анодной защите ток противоположен по направлению току при катодной защите. Достоинства анодной защиты: высокая рассеивающая способность — возможность защиты на большом удалении от катода (большем, чем в случае катодной защиты); невысокая защитная плотность тока (ниже, чем в случае катодной защиты), а следовательно, и небольшое потребление энергии; возможность защиты электрически экранированных поверхностей. К недостаткам следует отнести ограничение области применения (анодная защита не осуществима для Mg, Cd, Ag, Cu и медных сплавов), а также то, что скорость коррозии при анодной защите, в отличие от катодной, никогда не падает до нуля.