9.1.1. Первая группа методов защиты металлов

9.1.1.1. Изменение состояния окружающей среды

Изменение состояния окружающей среды является одним из простых и легко доступных методов защиты от коррозии для довольно широкого круга изделий промышленного и бытового назначения (машины, приборы, оборудование, вычислительные комплексы, посуда, инструменты, светильники и др.). Поддержанием в рабочих и жилых помещениях нормальных для жизнедеятельности людей условий по температуре (20±2^оС), влажности (65±5%), скорости перемещения (0,2-0,3 м/с) и чистоте воздушной среды создаются также и благоприятные условия для длительной сохранности свойств многих металлических изделий. Для обеспечения указанных условий применяются широко известные и разнообразные по конструкции обогреватели, калориферы, вентиляторы, увлажнители, кондиционеры, очистители и ионизаторы воздуха.

Защита металлоизделий от коррозионного поражения в атмосферных условиях во время перевозки и хранения может быть осуществлена путём удаления влаги из окружающего пространства. Для этого изделие (прибор, станок, ЭВМ) помещают в замкнутое, изолированное от внешней среды пространство, например в запаянный пластмассовый мешок. Внутри мешка помещают несколько пакетов с влагопоглотителем, в качестве которого чаще всего используют силикагель; он способен поглотить влаги до 30% собственной массы [4]. После поглощения влаги силикагель не дает ей испаряться, чем предотвращает начало электрохимической коррозии и защищает изделие до момента вскрытия упаковки. Восстановление работоспособности силикагеля производится нагреванием его в печи при температуре 800-850^оС; при этом возвращается первоначальный цвет поглотителя.

Другим способом, широко применяемым в последнее время, является использование ингибиторов, существенно замедляющих процесс коррозии [5]. Эти вещества (обычно жидкие или пастообразные) оказывают двойное действие: они нейтрализуют агрессивность внешней среды, уничтожая сероводородные бактерии (например в скважине при добыче нефти), и в то же время адсорбируются на металлической поверхности, защищая её от коррозионного повреждения довольно значительное время. Добавки ингибиторов в транспортируемые по трубопроводу продукты защищают трубы от развития коррозии. Пропитанная ингибитором упаковочная бумага защищает уложенное внутри изделие от нежелательного воздействия влаги и других агрессивных веществ при перевозке и хранении.

Для защиты изделий от воздействия внешней среды во время перевозки в замкнутом пространстве контейнера, вагона или в трюме судна, при длительном хранении в складских помещениях широко применяются летучие вещества, замедляющие коррозию. Для этих целей используются нитриты замещённых аминов, сложные эфиры карбоновых кислот, бензоат натрия и другие вещества. Ими можно пропитать упаковочную бумагу [6, 7] или разместить в открытой посуде для свободного испарения и присутствия в атмосфере воздуха контейнера.

9.1.1.2. Изменение химического состава металла

Изменение химического состава металла является одним из радикальных способов повышения его коррозионной стойкости. Эта технологическая обработка проводится в двух направлениях: повышение химической чистоты металла и

повышение его сопротивляемости коррозии за счёт легирования.

В первом случае разными технологическими приёмами (проведением специальных химических реакций, раскислением, путём электрошлакового и вакуумного переплава и др.) проводят очистку металла от вредных примесей, к числу которых относятся кислород, водород, окись углерода, фосфор, сера, мышьяк, сурьма и др. Особенно хорошо отработана и успешно применяется такая технология при получении благородных металлов высокой чистоты (99,99): золота, серебра, платины, родия. Однако известно, что полностью исключить из металла вредные примеси очень трудно, это связано со значительными техническими трудностями и затратами. Особенно трудно удалять примеси, имеющиеся в металле в очень малых количествах (сотые и тысячные доли процента), присутствие которых, однако, заметно сказывается на уровне свойств металла, в том числе и на его стойкости к коррозии. Из неблагородных этому методу очистки подвергается ограниченный перечень металлов (вольфрам, никель, медь, алюминий).

Во втором случае в расплав металла в качестве легирующих добавок вводят элементы, значительно повышающие его коррозионную стойкость при одновременном улучшении других свойств. Так, введение хрома (или никеля) в углеродистую сталь в количестве 12,5% и более превращает её в нержавеющую (например 12Х13, 20Х13 и др.) в среде влажного воздуха, в водных растворах некоторых кислот и солей. В других случаях введением никеля в хромистую сталь удаётся повысить её коррозионную стойкость за счёт образования однофазной аустенитной структуры (например 12Х18Н10Т). Однако эта технология существенно удорожает металл: нержавеющие стали примерно в 4-5 раз дороже углеродистых конструкционных, что сдерживает их широкое применение.