Načini borbe protiv korozije

Metali su kemijski elementi koji prolaze kroz reakcije redukcije oksidacije. Nekontrolirani proces naziva se korozija. Ako površina metalnog dijela nije zaštićena od kontakta s agresivnim tvarima, s vremenom dolazi do nepopravljivog gubitka čvrstoće konstrukcije. Svaka šesta visoka peć u svijetu radi na nadoknadi gubitaka od korozije. Prema istraživanju Instituta za fizikalnu kemiju RAS, godišnji gubitak željeza je 10 %.

Mehanizmi uništavanja metala korozijom

Uništavanje metala događa se u kontaktnoj zoni površine proizvoda s agresivnim medijem. Kao rezultat interakcije nastaju novi kemijski spojevi metala-oksidi i soli. Struktura izvedenih spojeva može biti gusta, štiteći površinu metala od daljnjeg propadanja ili labava, tada se povećava zahrđala kora, proces oksidacije metala se nastavlja.

U budućnosti se gusti zaštitni film može srušiti u nepovoljnom okruženju – ponovno reagirati, oslobađajući pristup površini. Mnogo je čimbenika koji uzrokuju koroziju metala.Zaštita je neophodna:

1. iz kemijski agresivnog okoliša u atmosferi, vodenom okolišu, pod zemljom;

2. elektrokemijskih procesa u elektronskim parovima;

3. lutajuće struje;

4. biokorozije;

Štoviše, svaki od destruktivnih čimbenika i njihov zbroj imaju višestruki učinak na vanjsku i unutarnju strukturu metala.Procesi propadanja metala u prirodi odvijaju se u okruženju u kojem svaki od čimbenika igra određenu ulogu:

1. Armiranobetonske konstrukcije u debljini zemlje, cijevne linije, stupovi ovise o karakteristikama tla i sastavu podzemnih voda.

2. Atmosferska korozija je jača što je više vlažnih para i korozivnih kiselih plinova u zraku.

3. Tekuće okruženje svježih i slanih izvora razlikuje se u agresivnosti ovisno o sastavu soli koje obavljaju funkciju elektrolita i kemijskog agresora.

Jesu li Svi metali podložni koroziji

Plemeniti metali platina, srebro, zlato ne sudjeluju u kemijskim reakcijama, inertni su, ne podliježu koroziji.

Na površini kroma, nikla, titana, cinka, kadmija i aluminija stvara se gusti oksidni film. Međutim, neki premazi nisu dovoljno otporni, propadaju u kiselim ili alkalnim okruženjima.

Bakar i željezo nemaju ni minimalnu zaštitu-površina se stalno oksidira, jer nastaje porozni sloj koji ne blokira pristup agresivnim plinovima.

Bakar je prekriven zelenom patinom.Željezna konstrukcija korodira u cvatu različitih boja, ovisno o uvjetima:

1. U vodenom okruženjukada nedostaje kisika, nastaje žuta ljestvica CPN(CPN)

   O.

2. Na suhom zrakui rijetko hrđa smeđa Ainzi2 Ainzi3.

3. Utjecaj atmosferske vlage na metaldovodi do pojave crvene ljestvice CIN 2 CIN 3*

   O.

4. Crna ljestvica Ama3 Ama 4je feromagnet, stvoren umjetno, za proizvodnju supravodljivosti metala.

Utvrđen je obrazac koji pojačava korozivni učinak medija u dodiru s metalima. Prema afinitetu podijeljeni su u pet skupina. Metali iz iste skupine nisu antagonisti, mogu se koristiti zajedno. Metali njihovih različitih skupina u kontaktu pojačavaju elektrokemijsku koroziju.

1. 1 skupina– magnezij.

2. 2 skupina– kadmij, aluminij, cink.

3. 3 skupina– olovo, kositar, željezo i ugljični čelik.

4. 4 skupina– kromirani i krom-nikalni čelici, krom, nikal.

5. 5 skupina– bakar i njegove legure s niklom, srebro.

Najčešći strukturni metal na Zemlji je željezo. Zaštita od uništavanja čeličnih i aluminijskih konstrukcija može produžiti vijek trajanja proizvoda, spriječiti hitne slučajeve.

Preduvjeti za koroziju su:

1. Dugotrajno izlaganje vlazi, kiselinama ili lužinama.

2. Temperaturne razlike.

3. Promjenjiva opterećenja metala, njegove vibracije i trenje.

4. Izloženost zračenju.

5. Izloženost vrtložnim, statičkim, istosmjernim strujama, elektromagnetskom zračenju.

6. Biološko uništavanje metala bakterijama.

Vrste korozije

Priroda strukturnog uništenja od korozije ovisi o vrsti metala, ali uvijek dovodi do strukturnih kvarova i gubitka čvrstoće. Kontinuirana korozija pojavljuje se kao ljuskava, nepravilna kora krhkih zrna po cijeloj površini. Češće se događa da se pričvršćivači izrađeni od drugog materijala unište na spoju. Dakle, aluminijske zakovice na titanovim pločama su uništene, a osnovni metal ostaje netaknut.

Korozija se može nevidljivo širiti ispod površine, stvarajući raslojavanje. Intergranularni-uništava strukturu, dio gubi čvrstoću zbog gubitka unutarnjih veza. Vlaga ulazi u jaz između dva spojena dijela, stvaraju se uvjeti za koroziju pukotina. Točkasti lom u dubinu može stvoriti prolazne rupe.

Proučavaju se sve vrste korozije, preduvjeti za njihov izgled, izmišljaju se sve nove metode zaštite površine od kontakta metala s vanjskim okolišem.

Načini smanjenja brzine korozije

Najučinkovitiji način povećanja otpornosti metala je dodavanje liganda koji mijenjaju svojstva materijala. Tako se stvaraju posebni nehrđajući čelici i druge legure.

Koristite određene vrste zaštite:

1. Pasivno;

2. Aktivan;

3. Strukturni.

Ako je zadatak zaštititi površinu na pasivan način, koriste se razne vrste premaza. Oni tvore nepropusni film različitih debljina i namjena.

Nemetalni premazi:

1. Kemijska zaštita– nitriranje, fosfatiranje – primjena inhibitora korozije nakon čega slijedi sidrenje.

2. Primjena boja i lakova.

3. Bojenje polimernim prahom.

Navedene metode šivanja učinkovite su sve dok na površini nema pukotina ili ljuštenja. Oni zahtijevaju sustavno ažuriranje, ne primjenjuju se u okruženju koje nije dostupno za održavanje.

Prije nanošenja novog premaza na površinu, riješite se starog. Metal se čisti od ostataka laka, tragova hrđe, odmašćuje, premazuje. Proces je naporan.

Aktivna kontrola korozije osigurava Elektrokemijsko uništavanje koje se javlja u galvanskim parovima u vlažnom okruženju. U ovom je slučaju žrtvena anoda ugrađena kao metal za uništavanje, kao u električnim kotlovima. Na konstrukciju se može nametnuti električno polje koje povećava potencijal elektrode konstrukcijskog metala.

Strukturna metoda – izolacijski jastučići izrađeni su između metala antagonista, koriste se neutralne legure.

Vrste nemetalnih premaza metalne površine

Postoji mnogo sastava, koriste se u općim tehničkim i posebnim radnim uvjetima. Skupina uključuje temeljne premaze, kitove, ulja za sušenje, lakove i boje.

Vrste zaštite:

1. Silikatne caklinerade na visokim temperaturama u agresivnom okruženju. Zrcalni film savršeno štiti površinu, ali pod udarnim opterećenjima sloj je prekriven pukotinama, nepropusnost je slomljena.

2. Polimerni filmovi, stvoreno umakanjem, vrtložnim i plinsko-termičkim raspršivanjem tekućih IUD-ova polistirena, polipropilena, fluoroplastike, epoksidnih smola. Nastaje tanki film s mogućim učinkom protiv trenja.

3. Fosfatiranjem dijelova u otopini soli cinka i fosforaNabavite film koji je postojan u vrućim otopinama soli.

4. Humanie unutarnje površine spremnika i cijevi za pumpanje alkalija i kiselina. Gumeni premaz je nestabilan, zahtijeva zamjenu nakon nekoliko godina uporabe.

5. Oksidacija.Plavi čelik s” masnom ” plavkastom bojom dobiva se posebnim tretmanom alkalijom prilikom prolaska električne struje. Površina debljine 1,5 mikrona dobiva antikorozivnu zaštitu za vrijeme trajanja dijela.

Vrste galvanskih premaza

Metoda galvanskog premaza temelji se na upotrebi elektrolita i istosmjerne struje. Elektrolit-otopina za kromiranje, pocinčavanje ili niklovanje površine. Jedna od elektroda je dio na koji se nanosi ravnomjerni sloj obloge. Postupak je složen, ovisi o mnogim čimbenicima i željenoj debljini zaštitnog sloja. Koristi se za nanošenje na površinu željeznih i obojenih metala. Anodiziranjem se može dobiti zaštitni sloj različitih debljina i struktura-porozan – duktilan, tvrd.

Razvijene metode:

1. Kemijsko i elektrolitičko niklovanje;

2. Cementiranje niklom;

3. Eloksiranje aluminija i njegovih legura;

4. Pocinčavanje;

5. Bakrena oplata;

6. Kemijska pasivizacija;

7. Elektrolitičko poliranje;

8. Višeslojni premazi.

Upoznajmo se s nekim od navedenih metoda pocinčavanja.

Aluminijski premaz

Eloksiranje aluminija i njegovih legura uobičajen je način dobivanja jedinstvenih karakteristika za lagani metal. Dakle, pištolj Iphine, izrađen od sličnog materijala, ne gubi svoju učinkovitost nakon mjesec dana uranjanja u morsku vodu.

Eloksiranje postiže imitaciju površine ispod nehrđajućeg čelika, plastike različitih tekstura. Vrsta galvanizacije – “ematilacija” stvara mat ili prozirni zaštitni film visoke čvrstoće.

Pocinčavanje

Cink se nanosi na katodu, a karakterizira ga očuvanje površinskih svojstava čak i nakon oštećenja zaštitnog sloja, sprječavajući pojavu hrđe. Ali cink je osjetljiv na djelovanje smola, masti, ulja.

Proces elektrolize odvija se u kupki s alkalnim ili blago kiselim elektrolitom. Alkalizacija je pogodna za dijelove složenog oblika, kiselinska obrada stvara ukrasni sloj koji oponaša kromiranje. Kratkotrajna pasivizacija štiti površinu od atmosferskog kisika.

Ako se elektrolit nikla napuni u galvansku kupku, otporan premaz pogodan je za opremu za proizvodnju nafte i obradu drveta.

Cementiranje

Stvaranje na površini nikalne oplate metodom cementiranja korisno je za nehrđajući i crni čelik. Dopirana povećava čvrstoću na abraziju. U crnom čeliku nisu zatvorene samo pore, već i međukristalni razmaci, što povećava otpornost na koroziju dvoslojnog premaza.

Fugiranje, primarna galvanska prevlaka naziva se istiskivanjem tekućeg elektrolita. U budućnosti neće doći do odvajanja filma na aluminijskim dijelovima složenog oblika. Ispod glavnog sloja kemijskog ili elektrokemijskog niklovanja stvara se zaštitna podloga.

Značajke kemijskog niklovanja

Nakon cementiranja ili bakropisa, sloj kemijskog niklovanja štiti proizvod od temperaturne korozije dodavanjem 10% fosfornih soli. Ali trajnost premaza može se povećati dodatnim uvođenjem fosfora i bora. Tada povećana površinska čvrstoća omogućuje upotrebu materijala za radilice, klipne klinove, cilindre. Trošak kemijskog niklovanja mnogo je skuplji od elektrolitičkog.

Kemijska pasivizacija

Čak i nehrđajući čelici bez površinske zaštite mogu se udubiti. Kemijska pasivizacija također se provodi u galvanskoj kupki. Elektroliti su kromati i molibdati u nitratnom okruženju – svi su oni jaki oksidanti koji štite metal od agresivnog djelovanja vanjskog okruženja.

Oksidni film formiran na površini netopiv je u vodi. Za produljeno djelovanje film je zaštićen-površina je lakirana inhibitorima korozije. Kemijska pasivizacija mesinga daje mu ne samo zaštitna, dekorativna svojstva.

Koju od metoda zaštite metala odabrati ovisi o uvjetima njegove uporabe.

Metode tehničke zaštite konstrukcija od hrđe

Korozija se može potpuno suzbiti postavljanjem metalnog dijela u komoru napunjenu inertnim plinom. U praksi je to nemoguće. Stoga se koriste metode suzbijanja korozije uklanjanjem destruktivnih čimbenika.

Parni kotlovi koriste odzračenu vodu s uklanjanjem kisika i ugljičnog dioksida, što dovodi do pittinga parnih vodova i cijevi kolektora. Uklonite soli tvrdoće i kloride.

Elektrokemijska zaštita platformi za bušenje, cjevovoda i konstrukcija položenih u zemlju. Spojeni su u istosmjerni krug kao katoda. Anoda su inertne pomoćne elektrode. Takva se zaštita naziva zaštitnik.

Stručnjaci smatraju da je najteži skup mjera protiv uništavanja komunikacija u zemlji. Korozija tla je promjenjiva i podmukla. Elektrokemijska zaštita uzima u obzir posebnost i vlažnost tla koja stvara kvar katode ili anode.

U zakopanim dijelovima koristi se otporan premaz površina mastiksima ili polimerima u obliku traka, talina i emajla. Učinkovito bitumenski premaz debljine 3-9 mm.

Cjevovod duljine desetaka i stotina kilometara položen je na jastuk iste kiselosti. Koristi se dodavanje pijeska ili vapnenje kiselih područja kako bi se izbjeglo stvaranje galvanskih parova. Kroz cijeli cjevovod postavljaju se stanice za katodnu zaštitu.

Izlaz

Korozija metala ne može se zaustaviti, ali njezin utjecaj može se smanjiti nizom tehničkih metoda. Bez zaštite, metal će brzo postati neupotrebljiv, stvarajući katastrofalne posljedice.