8.3 ЗАХИСТ МЕТАЛІВ ВІД КОРОЗІЇ
застосування різних методів захисту металів від корозії дозволяє в якійсь мірі звести до мінімуму втрати металу від корозії . Залежно від причин, що викликають корозію , Розрізняють наступні методи захисту.
1) Обробка зовнішнього середовища, в якій протікає корозія. Суть методу полягає або у видаленні з навколишнього середовища тих речовин, які виконують роль деполяризатора , Або в ізоляції металу від деполяризатора. Наприклад, для видалення з води кисню використовують спеціальні речовини або кип'ятіння. Видалення кисню з корозійного середовища називається деаерацією . Максимально уповільнити процес корозії можна шляхом введення в навколишнє середовище спеціальних речовин - інгібіторів . Широке поширення отримали летючі і Парофазная інгібітори, які захищають від атмосферної корозії вироби з чорних і кольорових металів при зберіганні, транспортуванні і т.д. Механізм дії інгібіторів полягає в тому, що їх молекули адсорбуються на поверхні металу, перешкоджаючи протіканню електродних процесів.
2) захисні покриття . Для ізоляції металу від навколишнього середовища на нього наносять різного роду покриття: лаки, фарби, металеві покриття. Найбільш поширеними є лакофарбові покриття, проте їх механічні властивості значно нижче, ніж у металевих. Останні за характером захисної дії можна розділити на анодні і катодні .
Анодні покриття. Якщо на метал нанести покриття з іншого, більш електронегативного металу, то в разі виникнення умов для електрохімічної корозії * руйнуватися буде покриття, тому що воно буде виконувати роль анода . В цьому випадку покриття називається анодним. Прикладом анодного покриття може служити хром, нанесений на залізо. У разі порушення цілісності покриття при контакті з вологим повітрям буде працювати гальванічний елемент * :
А (-) Cr | H2O, O2 | Fe (+) До
на аноді: Cr - 2e → Cr2 +
на катоді: 2 H2O + O2 + 4e → 4 OH -
Cr2 + + 2 OH- → Cr (OH) 2
Гідроксид хрому (II) окислюється киснем повітря до Cr (OH) 3:
4 Cr (OH) 2 + 2H2O + O2 → 4 Cr (OH) 3
Таким чином, в результаті електрохімічної корозії руйнується анодне покриття.
Катодні покриття. У катодного покриття електродний потенціал * більш позитивний, ніж у захищається металу. Поки шар покриття ізолює метал від навколишнього середовища, електрохімічна корозія не протікає. При порушенні суцільності катодного покриття воно перестає захищати метал від корозії. Більш того, воно навіть інтенсифікує корозію основного металу, тому що в виникає гальванопари анодом служить основний метал, який буде руйнуватися. Як приклад можна привести олив'яне покриття на залозі (Лудіння залізо). Розглянемо роботу гальванічного елемента , Що виникає в цьому випадку.
А (-) Fe | H2O, O2 | Sn (+) До
на аноді: Fe - 2e → Fe2 +
на катоді: 2 H2O + O2 + 4e → 4 OH -
Fe2 + + 2 OH- → Fe (OH) 2
Руйнується захищається метал. Таким чином, при порівнянні властивостей анодних і катодних покриттів можна зробити висновок, що найбільш ефективними є анодні покриття. Вони захищають основний метал навіть у разі порушення цілісності покриття, тоді як катодні покриття захищають метал лише механічно.
3) Електрохімічний захист. Розрізняють два види електрохімічного захисту: катодний і протекторна . В обох випадках створюються умови для виникнення на захищається металі високого електронегативного потенціалу.
протекторна захист . Захищається від корозії виріб з'єднують з металевим ломом з більш електронегативного металу (протектора). Це рівносильно створенню гальванічного елемента , В якому протектор є анодом і буде руйнуватися. Наприклад, для захисту підземних споруд (трубопроводів) на деякій відстані від них закопують металобрухт (протектор), приєднавши його до спорудження (рисунок 8.3).
Малюнок 8.3 - Схема протекторного захисту. А - трубопровід;
Б - протектор; В - провідник
Катодний захист відрізняється від протекторної тим, що захищається конструкція, яка перебуває в електроліті * (Ґрунтова вода), приєднується до катода зовнішнього джерела струму. В ту ж середу поміщають шматок металобрухту, який з'єднують з анодом зовнішнього джерела струму (рисунок 8.4).
Малюнок 8.4 - Схема катодного захисту. А - конструкція; Б - протектор
Металевий брухт піддається руйнуванню, оберігаючи тим самим від руйнування захищається конструкцію.
У багатьох випадках метал охороняє від корозії утворюється на його поверхні стійка оксидна плівка (так, на поверхні алюмінію утворюється Al2O3 , Що перешкоджає подальшому окислення металу). Однак деякі іони , Наприклад Cl -, руйнують такі плівки і тим самим посилюють корозію .
До змісту
Рішення типових задач (Для нехімічних спеціальностей)
© А.І. Хлєбніков, І.М. Аржанова, О.А. Напілкова
