Методы защиты металлов от коррозии

Лекция 16. Защита металлов от коррозии.

Методы защиты металлов от коррозии. Защитные покрытия: металлические (анодные, катодные) и неметаллические. Электрохимическая защита: протекторная, катодная, анодная. Химические покрытия.

Защита от коррозии – это комплекс мероприятий, направленных на предотвращение и замедление коррозионных процессов, сохранение и поддержание работоспособности узлов и агрегатов машин, оборудования и сооружений. Выделяют следующие способы защиты от коррозии: методы воздействия на металл и саму конструкцию (легирование, обработка поверхности, нанесение защитных покрытий, рациональное конструирование), методы воздействия на коррозионную среду и условия эксплуатации (ингибирование, обработка среды, электрохимическая защита, герметизация, осушка воздуха, создание искусственной атмосферы), а также комбинированные методы.

Способы защиты от коррозии выбирают на стадии конструирования и осуществляют в процессе изготовления и эксплуатации объектов.

Рациональное конструирование изделий включает учет следующих факторов:

- правильный выбор материалов для изделий и конструкций, которые должны быть стойкими в данной коррозионной среде, не способны впитывать влагу, не выделять коррозионно-активных агентов в процессе эксплуатации;

- рациональное сочетание и компоновка в одном узле деталей, изготовленных из металлов, отличающихся значениями электродных потенциалов, которое достигается предотвращением их непосредственного контакта друг с другом и с коррозионной средой, путем изоляции соприкасающихся материалов, применения прокладок, уплотнительных мастик и герметиков;

- оптимальная форма деталей и изделий, включающих дренажные отверстия и проветриваемые полости, минимум коррозионно-опасных мест: углублений, пазов, щелей, канавок, зазоров, застойных зон;

- минимальная слитность сечения, то есть отношения периметра сечения к его площади, характеризующая поверхность соприкосновения конструкций с коррозионной средой;

- характер соединения элементов в сборке (сварные соединения предпочтительнее клепанных и болтовых), так как они приводят к возникновению больших внутренних напряжений и пор;

- возможность нанесения и возобновления различных покрытий в процессе эксплуатации.

Легирование металлов – способ повышения их стойкости к воздействию агрессивных сред. В данном методе в металл или сплав вводят добавки, которые вызывают их пассивацию.

Изменение состава и свойств коррозионной среды, с целью уменьшения её агрессивности, осуществляют либо введением в неё специальных веществ – ингибиторов коррозии, либо соответствующей её обработкой. Ингибиторами называют химические соединения, введение которых в небольших количествах в коррозионную среду резко снижает скорость коррозии. По химическому составу различают органические и неорганические ингибиторы. По условиям применения различают жидкофазные ингибиторы для растворов и летучие ингибиторы, которые дают защитный эффект в условиях атмосферной коррозии. По механизму действия различают катодные, анодные и экранирующие ингибиторы.

Механизм защитного действия ингибиторов заключается в адсорбции их на поверхности и последующем торможении анодных (анодные ингибиторы), катодных (катодные ингибиторы) процессов электрохимической коррозии, а также в образовании защитных и пассивирующих пленок. Анодные ингибиторы – это неорганические соединения, обладающие окислительными свойствами. Такими свойствами обладают хроматы, нитриты, молибдаты. Они восстанавливаются на катодных участках поверхности, обеспечивающих пассивацию анодных участков с образованием на них защитных пленок из оксидов или малорастворимых солей.

Катодные ингибиторы по защитному действию менее эффективны, чем анодные. Они тормозят протекание катодных процессов. Это достигается:

- путем уменьшения концентрации растворенного кислорода посредством связывания его в химическое соединение (в случае коррозии с кислородной деполяризацией);

- за счет повышения перенапряжения катодного выделения водорода добавлением в растворы определенных солей (при коррозии с водородной деполяризацией);

- за счет уменьшения площади катодных участков посредством экранирования.

Анодные и катодные ингибиторы оказывают защитное действие только в нейтральных и щелочных растворах. В сильнокислотных растворах используют экранирующие ингибиторы. В качестве экранирующих ингибиторов используются органические соединения, содержащие в своем составе атомы серы, кислорода, азота (альдегиды, фенолы, меркаптаны, амины, соли ароматических карбоновых кислот). За счет того, что они имеют полярные группы или неподелённые электронные пары у атомов O, S, N, одни из них затрудняют протекание катодной реакции, другие анодной.

Ингибиторы атмосферной коррозии подразделяют на нелетучие – контактные и летучие – парофазные. Нелетучие ингибиторы применяют при хранении изделий на складе. Их наносят на поверхность изделий или на его упаковку. Летучие ингибиторы используют для защиты, как в сухой, так и во влажной атмосфере. Обычно это нетоксичные вещества, с невысоким давлением паров при обычных температурах. Испаряясь, они заполняют окружающую воздушную среду. Пары адсорбируются на поверхности металла и образуют пленки с анодным и катодным механизмами защитного действия. К летучим ингибиторам относятся нитриты и карбонаты замещенных аминов, а также сложные эфиры карбоновых кислот.

Практическое использование ингибитора определяется его эффективностью, токсичностью и ущербом, наносимым окружающей среде.

Для защиты металлоизделий от атмосферной коррозии используют ингибированные смазки – нефтяные масла, воск, вазелин, ланолин.

Дата добавления: 2014-01-04