Тема 2.5 Корозія металу та захист від неї.

Мета: Вивчити основні види корозії та засоби захисту від неї.

ПЛАН

1 Загальні поняття про корозію металу.

2 Види корозії в залежності від характеру навколишнього середовища.

3 Види корозії в залежності від типу корозійних руйнувань.

4 Засоби захисту від корозії, захисні покриття, їх види.

Питання 1 Загальні поняття про корозію металів.

Корозія металів – процес зруйнування металів і сплавів в наслідок – хімічної та електрохімічної взаємодії їх з корозійним середовищем. В залежності від процесу зруйнування металу розрізняють два типи корозії:

1. Хімічна корозія – зруйнування металів і сплавів в наслідок їх окислення

навколишнім середовищем; при цьому окислювальний метал віддає електрони навколишньому середовищу. При хімічної корозії в реакції окислення взаємодіють тільки один метал. Найбільше поширена хімічна корозія при взаємодії металів з газами, а також з водяною парою при високих температурах та р та в рідині органічного походження (спирті, бензині, нафти, мазуту і т.д.). В цих умовах виникає процес окислення металевої арматури печей, клапанів двигунів внутрішнього згорання, елементів електричних нагрівачів і т.д.

2. Електрохімічна корозія – зруйнування в електроліті одного з металів, які

створюють між собою гальванічну пару. При електрохімічної корозії взаємодіє два метала, які знаходяться в електроліті – активний і пасивний. Руйнується завжди більш активний метал, іони якого переходять в електроліт. При електрохімічній корозії гальванічні пари створюються не тільки між металами в електроліті, але і між мікроскопічно малими зернами чи дендритами одного і того ж сплаву, якщо вони відрізняються один від одного хімічним складом. В останньому випадку виникає багато мікро гальванічних елементів на корозіруючій поверхні металу.

На практиці метал руйнується переважно під дією електрохімічної корозії.

Питання 2 Види корозії в залежності від характеру навколишнього

середовища.

В залежності від характеру навколишнього середовища корозія буває:

1) Газова корозія – хімічна корозія металу в газах при високих температурах.

2) Атмосферна електрохімічна корозія протікає в умовах вологих газів або

повітря. Сталеві будівельні конструкції, водогрійні котли та деталі будівельних машин підлягають атмосферній корозії під дією електроліту. Електроліт виникає в наслідок розчину газів (вуглекислого, сірчаного та ін) в вологому повітрі або водяній парі. При цьому швидкість руйнування сталі прямо пропорційно залежить від концентрації електроліту.

2) Підводна корозія – електрохімічна корозія металу, яких повністю находиться в

воді.

3) Підземна електрохімічна корозія металу, відбувається в ґрунті та ґрунтах,

характеристика для сталевих трубопроводів, які знаходяться в землі де ґрунтові води є електролітами.

3. Корозія блукаючими токами – електрохімічна корозія металу під дією

блукаючого току. Цьому виду корозії підлягають сталеві труби та металеві будівельні конструкції, вкладені в землю та близько розташовані до підземних електричних кабелів та рейок трамвайних та залізнодорожних шляхів.

Питання 3. Види корозії в залежності від типу корозійних руйнувань.

В залежності від типу корозійних зруйнувань хімічна та електрохімічна корозії поділяються на :

1. Сплошна корозія охоплює всю поверхню металу. Така корозія буває рівномірною, такою яка протікає з однаковою швидкістю по всій довжині та нерівномірною, яка протікає з неоднаковою швидкістю на різних ділянках.

2. Місцева корозія, охоплює окремі ділянки поверхні металу, виникає в місцях порушення гладкої поверхні металів у вигляді царапін та інших механічних порушень. За ступенем розвитку місцеву корозію поділяють на крапкову у вигляді окремих п’ятен та наскрізну. Місцевій корозії підлягають покрівлі будівель з листової сталі та металеві покрівлі з великою площею поверхні.

3. Структурна корозія , вона пов’язана з структурною неоднорідністю металу, поділяється на міжкристалеву, яка поширюється по межі зерен металу та вибіркову, яка руйнує окремі структурні складові сплаву. Так в сірих чавунах в наслідок вибіркової корозії руйнується їх металева основа при цьому лишається скелет з включень графіту.

При зниканні оцинкованого покриття – різновид вибіркової корозії –

руйнуються структурні складові з підвищеною кількістю цинку.

Структурній корозії підлягають деталі машин та конструкції, отримані

засобом лиття. Структурна корозія, частіше за все протікає за межами зерен, призволить до дуже швидкого зниження механічних властивостей металу. Цей вид корозії небезпечний тим, що трудно знаходиться без спеціальних засобів.

Питання 4 Засоби захисту від корозії, захисні покриття їх види.

Для захисту від корозії є різні засоби. При будівельно – монтажних та санітарно – технічних роботах основний метал захищають легіруванням, металевими та неметалевими покриттями ще електрохімічним засобом.

Легірування – це захист металу внаслідок введення в склад сплаву легіруючих елементів, які підвищують його корозійну стійкість: хром, нікель, мідь, титан і т.д. Високою стійкістю проти корозії володіють високолегірованні нержавіючі сталі.

Металеві покриття – їх застосовують для захисту поверхні металевих виробів шаром металу стійкого поти корозії, наприклад оловом, цинком, хромом нікелем. Захисний шар металу наносять гальванічним та хімічним засобом, металізацією та ін. Перед нанесенням металевого покриття поверхню, яку необхідно захистити підвергають механічній обробці з наступним обезжирюванням.

• Гальванічний засіб складається з того що на поверхні металевого виробу засобом електролітичного осадження з розчину солей металів складається тонкий захисний шар якого – не будь металу. Покриває мий виріб при цьому слугує катодом, а осаджений метал – анодом. Гальванічний засіб хромують та нікелюють змішувачі холодної та гарячої води, туалетні крани, рукоятки керування та інші деталі. Щоб надати цім виробам товарний вигляд, їх полірують на спеціальних станках.

• Металізація полягає в нанесенні стислим повітрям тонкого шару розпиленого розплавленого металу (цинку, алюмінію, кадмію) на поверхні захищає мого від корозії металевого виробу будь – якої конфігурації. Для цієї мети використовують апарати – металі затори.

• Хімічне покриття створює на поверхні металу щільну оксидну плівку, яка попереджує його від корозії. Плівка створюється в наслідок дії на виріб різноманітних розчинів кислот та солей. Є декілька засобів нанесення хімічних покриттів: оксидірування та фосфатування (для Черних металів), хромування (для мідних та цинкованих сплавів), анодирування (для алюмінієвих сплавів).

Електрохімічний (протекторний) захист – застосовується для металевих виробів, які знаходяться в токопровідному середовище, наприклад в ґрунтових водах. Цей засіб засновано на створюванні гальванічної пари в якій руйнуванню підлягає захисний метал – протектор. Наприклад пластина цинку при захисті сталевих виробів. При прокладці сталевих трубопроводів в землі, щоб попередити їх від руйнування ґрунтовими водами, одночасно з бітумним покриттям до них кріплять протектори – цинковані або магнієві пластини. Зруйновані протектори міняють на нові.

До неметалевих покриттів відносять емалірування, покриття пластмасами, змащувальними чи лакофарбними матеріалами.

• Емалірування – нанесення на поверхню виробу тонкого шару емалі, яка при обжигу в спеціальних печах розплавляється та створює на поверхні виробу щільну захисну плівку, стійку до дії мінеральних та органічних кислот, розчинів солей та луги. Емаліруванню підлягають робочі поверхні мийок, вмивальниць, ванн та інших санітарно – технічних приладів.

• Пластмаси наносять на ізольовані поверхні виробів розпилюванням в розплавленому стані, при цьому частки пластмас міцно чіпляються з поверхневим шаром захищає мого виробу. Повітроводи, які працюють в корозійних середах, захищають тонкими пластмасовими листами та плівками (вініпласт, поліізобутилен).

• Змащувальними матеріалами захищають металеві вироби від корозії при зберіганні їх на складі та транспортуванні.

• В якості лакофарб них матеріалів застосовують масляні фарби, лаки, емалі, ґрунти, шпакльовки. При покритті ними поверхонь конструкцій та виробів створюється щільна захисна плівка ізолює метал від дії навколишнього корозійного середовища.

Питання для контролю знань:

1. Розкрийте поняття корозії металів і сплавів.

2. Які види корозії, в залежності від процесу зруйнування Вам відомі?

3. Які види корозії, в залежності від характеру навколишнього середовища Вам відомі?

4. Які види корозії, в залежності від типу корозійних руйнувань Вам відомі?

5. Які засоби захисту від корозії Вам відомі? Охарактеризуйте кожний вид.