Защита металлов от коррозии

Выбор способа защиты определяется его эффективностью, а так же экономической целесообразностью.

Метод 1. Легирование металла.

В состав сплава вводят компоненты, вызывающие пассивацию металла, т.е. образование на его поверхности устойчивых пленок (оксидах и др.)

В качестве таких компонентов применяют хром, никель, алюминий, вольфрам и др.

Метод 2. Защитное покрытие.

Слои, искусственно создаваемые на поверхности изделий.

Защитные действия неметаллических покрытий сводятся к изоляции металла от окружающей среды.

Неорганические покрытия: эмали, соединения фосфора, хрома.

Органические покрытия: лакокрасочные покрытия, покрытие смолами, битумом, пластмассами, полимерными пленками, резиной.

Металлические покрытия. Выбор вида металлического покрытия зависит от условий, в которых используются металлы.

К катионным относятся покрытия, потенциалы которых в данной среде имеют более положительные значения, чем потенциалы основного металла – никелирование на железе, олово (луженое железом).

Защита основного металла имеет место лишь при отсутствии повреждений. При повреждении возникает коррозия, которая корродирует основной металл.

Fe-Sn

А: Fe - 2ӗ → Fe²⁺

К(Sn): O₂ + 4ӗ + 2H₂O → 4OH^-

Анодное покрытие имеет более отрицательный потенциал, чем потенциал основного металла.

Fe-Zn

A: Zn - 2ӗ → Zn²⁺

К(Fe): O₂ + 4ӗ + 2H₂O → 4OH^-

Метод 3. Электрохимическая защита.

Заключается в создании на поверхности защитного металла отрицательного потенциала, т.е. изделие становится катодом и не кор-рует. Искусственно изделие делают катодом.

Метод а. Катодная поляризация. Защитное изделие, нр, трубопровод подключается к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, оно становится катодом. В качестве анода используют вспомогательный электрод, для этой цели часто применяют чугунный лом.

Метод б. Протекторная защита. Вспомогательный анод изготавливается из металла более активного чем защищаемый и он прикрепляется к изделию. Источник тока при этом можно не использовать, а вспомогательный анод в этом случае наз-ют протектором. В качестве протектора для железных изделий используют сплавы на основе магния, алюминия, реже цинка. Такой анод еще называют жертвенный.

Протекторная защита используется для защиты трубопроводов, кабелей, шлюзовых ворот, днищ морских судов и барж, морских свай и т.д.

Метод 4. Изменение свойств коррозионной среды. Для снижения агрессивности среды уменьшают концентрацию компонентов опасных коррозионных отношениях (?)

а. Пассивация – вызывается образованием на поверхности металла оксидных или фосфатных защитных пленок.

б. Ингибированием. Существует некоторые органические вещества при добавление которых в среду, где находятся металлы, значительно уменьшается скорость коррозии, такие вещества называются ингибиторами.

Механизм их действия заключается в абсорбции на поверхности металла и тем самым торможением электродных процессов.

в. Повышение pH среды.

г. Дезактивирующая обработка среды, приводящая к уменьшению концентрации окислителя.

Na₂SO₃+1/2O₂ = Na₂SO₄

д. Рациональное конcтруирование изделий.

Сокращение числа и размеров опасных с точки зрения коррозии участков в изделиях и конструкциях (швы, щели, контакты разнородных металлов).

Активация коррозии

Активирующим действием обладает ион Cl^-

Причиной активизирующей способности этого иона является его высокая способность абстрагироваться на металле, выместить пассиваторы с поверхности металла и тем самым облегчить переход иона в растворе.

Атмосферные коррозии

1.В сухом воздухе при отсутствии влаги в воздухе (нр, в пустыне) коррозия протекает незначительно.

2.Крайне медленно идет коррозия так же при температуре ниже температуры замерзания воды, поскольку лед обладает низкой электропроводимостью.

3.У морского побережья коррозия велика. Воздух насыщен солями, особенно NaCl.

4.Атмосфера промышленных городов коррозионно-активна, в воздухе много ангидридов.

Ангидрид – оксид при взаимодействии с водой дающий кислород (углекислый газ, некоторые оксиды азота, SO2).

5.Содержание пыли в воздухе усиливает коррозию поскольку пыль гигроскопична и способствует накоплению электролита на поверхности металла

6. H₂S (сероводород) вызывает почернение, потускнение изделий.

7.Медь при коррозии зеленеет, покрывается патиной. При этом образуется активные ионы меди.

(CuOH)₂CO₃

(CuOH)₂SO₄

Задача:

1.Какой из контактирующих с никелем металлов повысит скорость коррозии никеля в большей степени.

Ме	Ag	Ni	Zn	Re
°, В	+0,8	-0,25	-0,76	+0,3

Серебро. Никель корродирует, следовательно никель – анод. Скорость коррозии будет тем больше, чем больше разности потенциалов метала катода и металла анода.

2. Расчитайте потенциал водородного электрода в щелочной среде, pH=8.

_H2 = -0,059pH = -0,059*8 = -0,472 В.

Задача:

1.Какой металл является лучшим протектором никеля.

Ме	Mg	Ni	Zn	Сг
°, В	+2,36	-0,25	-0,76	+0,34

Магний. Лучшим является тот металл, у котрого потенциал меньше ° никеля и с которым у никеля наибольшая разность потенциалов.

2.Как повлияет на скорость коррозии железа (уменьшит или увеличит) включенный (?) в него … хром.

Ме	Fe	Сг
°, В	-0,44	+0,34

Скорость уменьшится, т.к. °Cr < °Fe. Хром станет анодом и будет корродировать.