Predavanje 9. Korozija metala.

Plan predavanja

1. Korozija metala.

2. Hemijska i elektrohemijska korozija. mehanizam korozije. Faktori koji određuju intenzitet korozije.

3. Vrste elektrohemijske korozije.

4. Metode zaštite metala od korozije - premazi.

5. Elektrohemijske metode zaštite. inhibitori korozije.

Zadaci proučavanja teme:

U procesu savladavanja teme studenti stiču predstavu o procesu korozije, njegovom mehanizmu, faktorima koji utiču na proces korozije. Metode zaštite metala od korozije.

Učenik mora znati:

Priroda procesa korozije. Glavne metode zaštite metala od korozije, njihova klasifikacija i mehanizam djelovanja.

Osnovna i dodatna literatura

Main

1. Glinka N.L. Opća hemija: Tutorial za univerzitete / Ed. A.I. Ermakov. - ed. 28., revidirano. i dodatne - M.: Integral-Press, 2000. - S. 27-36.

2. Ahmetov N.S. Opća i neorganska hemija. M: Vyssh.shk., 2005. 743 str.

3. Ugai Ya.A. Opća i neorganska hemija. M: Vyssh.shk, 2004. 527 str.

4. Glinka N.L. Zadaci i vježbe iz opšte hemije: udžbenik za srednje škole / ur. V.A. Rabinovich i dr. M.: Integral-Press, 1997. - 240 str.

Dodatno

5. Nekrasov B.V. Osnove opšte hemije. SPb-M: Vyssh.shk, 2003, tom 1, 2.

6. Korovin N.V. Opća hemija. M: Vyssh.shk., 2005. 557 str.

7. Radionica o opštoj i neorganskoj hemiji: Vodič za studente. / IN AND. Fionov, T.M. Kurokhtina, Z.N. Dymova i drugi; Ed. N.N. Pavlova, V.I. Frolova. - 2. izd., revidirano. i dodatne - M.: Drfa, 2002. - S. 33-47.

Metodološki razvoj odjeljenja

8. Garkušin I.K., Lisov N.I., Nemkov A.V. Opća hemija za tehničke univerzitete. Tutorial. Samarsk. stanje tech. un-t, Samara. - 2003. - S. 144-166.

9. Zhilyaeva I.I., Gromakovskaya A.G. Korozija metala. Metoda. uputstva za laboratorijski rad.

1. KOROZIJA Corrodere(lat.) - korodirati.

Korozija je uništavanje metala i proizvoda usled hemijske interakcije sa okolinom.

Korozija je redoks heterogeni proces koji se javlja na granici između faza - metal/tečnost, metal/gas. Ovo je spontani proces koji dovodi do termodinamički stabilnijih jedinjenja.

Godišnji gubitak metala zbog korozije iznosi 10 - 12% svjetskih proizvodnih rezervi.

Glavne vrste korozije su podijeljene:

Mehanizam korozije:

Hemijski - odvija se u neelektrolitima - heterogena interakcija metala sa oksidacijskim sredstvom okruženje(gas, neelektrolit);

Elektrohemijski - odvija se u elektrolitima - interakcija metala sa oksidacionim agensom uključuje anodno otapanje metala i katodnu redukciju oksidacionog agensa (elektrolit, vlažno-atmosferski, tlo)

Po prirodi razaranja metalne površine:

Ujednačeno (ukupno) - raspoređeno više ili manje ravnomjerno po cijeloj površini metala;

Lokalno - fleke (čirevi);

Mrlje (na površini) ili rupice (na velikim dubinama);

Interkristalno - duž granica zrna (najopasnije - veze između zrna strukture legure slabe);

Podpovršina - neprimjetna (ispod površine metala);

Selektivno - otapanje jedne od komponenti legure;

Pukotine - uz istovremenu izloženost hemijskim reagensima i visokim mehaničkim naprezanjima;

Selektivno - selektivno.

Razmotrite detaljnije hemijsku i elektrohemijsku koroziju:

2. HEMIJSKA KOROZIJA

Suština hemijske korozije je oksidacija metala kao rezultat njegove hemijske interakcije sa okolinom.

Okruženje koje uzrokuje hemijsko uništavanje metala naziva se agresivnim.

Hemijska korozija se izvodi direktnim prijenosom elektrona s atoma metala na atom oksidacijskog sredstva.

Hemijska korozija se dijeli na plinsku i neelektrolitnu (tečna neelektrolitna korozija).

Tečna neelektrolitna korozija nastaje tokom rada hemijske opreme, kontakta sa naftom i njenim proizvodima, tečnim bromom, benzinom, kerozinom i drugim organskim materijama, tj. materije koje ne provode elektricitet.

Korozija u plinovima (najčešća je plinska korozija) nastaje pri povišenim temperaturama, kada je kondenzacija vlage na metalnoj površini nemoguća. Gasnoj koroziji su izloženi okovi za peći, dijelovi motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, lopatice plinskih turbina itd. Metal koji je podvrgnut termičkoj obradi takođe podleže koroziji gasa. Kao rezultat plinske korozije, na površini metala nastaju odgovarajući spojevi: oksidi, sulfidi itd.

Kako temperatura raste, brzina korozije plina se povećava.

Poseban slučaj korozije plina je vodikova korozija (vodik veže ugljik u čeliku u nezasićene ugljikovodike - metan, itd.)

Fe 3 C (cementit) + 2H 2 3Fe + CH 4

Karbonil - Me + nCO Me(CO)n

Čisti metali u većini slučajeva teško korodiraju. Čak i takav metal kao što je željezo, u potpuno čistom obliku, ne rđa. Ali obični metali uvijek sadrže razne nečistoće, koje stvaraju povoljnim uslovima za koroziju.

Tanak sloj oksida formira se na brojnim metalima.

Kao primjer, slika prikazuje stvaranje oksida na površini metala:

Ako je film čvrsto vezan za metalnu površinu i nema mehanička oštećenja, onda štiti metal od daljnje oksidacije. Takve zaštitne folije su dostupne za aluminijum, hrom, cink, mangan, titan, vanadijum, nikl i kobalt. Da bi oksidni film zaštitio metal, mora biti neprekidan, imati visoku adheziju, biti otporan na agresivna okruženja i imati koeficijent toplinske ekspanzije blizak koeficijentu toplinskog širenja metala.

U željezu je porozan, lako se odvaja od površine i stoga nije u stanju zaštititi metal od uništenja.

Za proizvodnju opreme izložene korozivnim plinovima koriste se legure otporne na toplinu. Da bi se čeliku i lijevanom željezu dala otpornost na toplinu, u njihov sastav se uvode krom, nikal i aluminij; koriste se i legure na bazi nikla ili kobalta.

ELEKTROHEMIJSKA KOROZIJA

Elektrohemijska korozija nastaje kada dva različita metala (ili nemetalne nečistoće) dođu u kontakt u mediju elektrolita.

Za razliku od hemijske korozije, elektroni se prenose kroz provodni medij - elektrolit. Korozija se javlja na mjestima kontakta metala s različitim elektrodnim potencijalima, koji djeluju kao elektrode.

U svim slučajevima različitih nehomogenosti, na površini metala spontano se pojavljuju lokalni mikrogalvanski elementi, galvanski parovi.

Tokom galvanske korozije, tok elektrona se usmjerava od aktivnijeg metala ka manje aktivnom metalu, a aktivniji metal se uništava. Kada se pojavi galvanski par, pojavljuje se struja veće snage, što su metali dalje u nizu napona.

Brzina elektrohemijske korozije zavisi od prirode metala, prirode elektrolita i temperature.

Brzina korozije metala također se povećava kada se u nju uključe nemetalne nečistoće, čiji je potencijal veći od potencijala osnovnog metala. Dakle, inkluzije oksida ili troske u čeliku uvelike smanjuju njegovu otpornost na koroziju.

Nečistoće iz okoline mogu se adsorbirati na metalnu površinu i također katalitički utjecati na koroziju, ubrzavajući je ili usporavajući je. Na primjer, većina legura željeza korodira mnogo brže u morskoj vodi nego u vodi bez klorida iste koncentracije kisika. To je zbog činjenice da ioni klorida, adsorbirajući se na površinu željeza, sprječavaju stvaranje zaštitnih slojeva na njoj.

Vrste elektrohemijske korozije

Najkarakterističnije vrste elektrohemijske korozije:

atmosferski- struji u vlažnom vazduhu na normalnoj temperaturi. Površina metala je prekrivena filmom vlage koji sadrži otopljeni kisik. Intenzitet korozije se povećava sa povećanjem vlažnosti vazduha, sadržaja gasovitih CO 2 i SO 2 u njemu, prašine, čađi, kao i prisustvom hrapavosti i pukotina na metalnoj površini, koje olakšavaju kondenzaciju vlage.

Postoje: suva atmosferska korozija, koja se javlja pri relativnoj vlažnosti od 60%, pod dejstvom kiseonika, i vlažna atm. korozija - uništenje metalne konstrukcije izložena kiši, snijegu i magli.

Zemlja- metali dolaze u kontakt sa vlagom tla koja sadrži otopljeni kiseonik. Područja s većom vlagom i manjim pristupom zraka izložena su anodnom razaranju. Posebno su korozivna tla sa visokom vlažnošću, kiselošću i električnom provodljivošću. Dakle, na brzinu korozije gasa utiču sledeće karakteristike - poroznost, pH, električna provodljivost i prisustvo rastvorenih soli.

U takvim uslovima, cjevovodi se uništavaju u roku od šest mjeseci nakon postavljanja, osim ako se ne preduzmu posebne mjere za njihovu zaštitu.

morska korozija- to je korozija u morskoj vodi, čija je agresivnost posljedica sadržaja kisika i prisutnosti metalnih hlorida u njoj, koji sprječavaju stvaranje djelotvornih zaštitnih filmova. Najjače teče na granicama vode i atmosfere.

elektrokorozija- nastaje pod uticajem lutajućih struja koje nastaju iz stranih izvora (elektrovodi, električne pruge, razne električne instalacije koje rade na jednosmernu električnu struju) iz kojih struja može teći u zemlju kroz nedovoljnu električnu izolaciju. Zalutala struja, udarajući u metalni predmet u zemlji, na nekom mjestu odlazi u zemlju, uzrokujući uništenje izlazne tačke – koja se naziva anodni izlaz, gdje se uočava vrlo intenzivna korozija. Lutajuće struje izazivaju koroziju gasovoda, naftovoda, električnih kablova i raznih podzemnih metalnih konstrukcija.

4. METODE KONTROLE KOROZIJE

Izolacija metala od agresivnog okruženja ( PREMAZI ) :

Metalni premazi - premazivanje zaštićenog metala slojem drugog metala koji pod istim uslovima praktično ne korodira.

Prilikom premazivanja proizvoda raznim metalima, treba imati na umu da premaz i zaštićeni metal mogu formirati galvanski par. Njegov rad pod određenim uslovima može ili pojačati zaštitni efekat, ili obrnuto, pojačati koroziju zaštićenog metala.

anodni premaz. Na primjer, u slučaju lokalnog oštećenja cink prevlake u galvanskom paru cink-gvožđe, anoda će biti cink, koji će biti uništen, štiteći željezo.

katodni premaz. A u paru kalaj-gvožđe, ako je limeni premaz slomljen, gvožđe će biti uništeno, jer. u ovom paru je to anoda.

Razlike u korozijskoj otpornosti premaza u različitim agresivnim medijima i svojstva konačnih korozijskih proizvoda određuju specifična područja primjene ovih premaza.

Nemetalni premazi - folije od visokopolimernih supstanci (guma, plastika), lakovi, lakovi, kompozicije od visokopolimernih i neorganskih boja.

Oblaganje gumom naziva se gumiranje, a beton mlazni beton.

90% svih metalnih proizvoda je zaštićeno na ovaj način. Jeftin, lak za nanošenje, ali nije postojan.

Hemijski premazi (pouzdaniji):

metalni oksidni filmovi (debljine 0,3 mikrona) dobiveni djelovanjem kisika ili odgovarajućih oksidacijskih sredstava (HNO 3 , K 2 Cr 2 O 7 , itd.) na površini metala. Često se takvi oksidni filmovi formiraju na površini metala jednostavnim kontaktom sa vazduhom, što čini relativno reaktivne metale (Zn, Al) praktično otpornim na koroziju;

sličnu ulogu mogu imati zaštitni nitridni filmovi nastali djelovanjem dušika ili amonijaka na površinu određenih metala;

umjetna oksidacija (debljine do 30 mikrona), nitriranje i fosfatiranje, i premazi boja primjenjuje se na oksidirani, nitrirani i fosfatirani metal.

Tako se oksidacija željeza (lijevanog čelika) provodi u mješavini natrijevog hidroksida (800 g/l) sa nitratom (50 g/l) i nitritom (200 g/l) natrijuma na temperaturi od 140 °C.

Oksidacija gvožđa dovodi do stvaranja crnih Fe 3 O 4 ili smeđih Fe 2 O 3 filmova na njegovoj površini.

A za fosfatiranje se koriste fosfati mangana i željeza, koji dovode do stvaranja teško topljivih filmova feri željeza.

Fosfatni i oksidni filmovi često se koriste kao električni izolacijski premazi, na primjer, na pločama transformatora (napon proboja takvih filmova može doseći 600 V).

5. Elektrohemijske metode zaštite - zasnivaju se na promjeni potencijala zaštićenog metala i nisu vezani za izolaciju metala od korozivne sredine.

katodna (električna zaštita) - zaštićena struktura, smještena u okolini elektrolita (na primjer, u zemljišnoj vodi), spojena je na katodu vanjskog izvora električne energije (na negativni pol). U istom agresivno okruženje postavite komad starog metala (šinu ili gredu) pričvršćen na anodu vanjskog izvora električne energije. U stvari, služi kao izvor elektrona koji se dovode do katode. U procesu korozije, ovaj komad starog metala je uništen.

katodna zaštita

žrtvena (anodna) - koristi se posebna anoda - protektor, koja se koristi kao metal aktivniji od metala zaštićene strukture (Zn, Mg). Zaštitnik je spojen na konstrukciju koju treba zaštititi provodnikom električna struja. U procesu korozije, zaštitnik je uništen.

Ova metoda se koristi za zaštitu od korozije turbinskih lopatica podvodnih dijelova brodova, za zaštitu rashladne opreme koja radi sa proizvodima od soli.

Uticaj na agresivno okruženje

Kako bi se usporila korozija metalnih proizvoda, tvari (najčešće organske) unose se u agresivnu okolinu, nazvane inhibitori korozije, koji pasiviziraju površinu metala i sprječavaju razvoj procesa korozije. Ima veliki značaj u slučajevima kada metal mora biti zaštićen od napada kiseline. Inhibitori korozije se široko koriste u hemijskom čišćenju parnih kotlova od kamenca, za uklanjanje kamenca sa otpadnih proizvoda, kao i u skladištenju i transportu HCl u čeličnim kontejnerima. Kao organski inhibitori korozije koriste se tiourea (ugljični sulfid diamid C (NH 2) 2 S), dietilamin, heksamin (heksametilentetramin (CH 2) 6 N 4) i drugi derivati ​​amina, a kao neorganski - silikati, nitriti, alkalni dihromati metali , itd.

Ista grupa metoda za zaštitu metala od korozije uključuje i oslobađanje vode koja se koristi za napajanje parnih kotlova od kisika otopljenog u njoj, što se postiže, na primjer, filtriranjem vode kroz sloj željezne strugotine.

Materijali napravljeni od metala pod hemijskim ili elektrohemijskim uticajem okoline podležu uništavanju, što se naziva korozijom. Korozija metala nastaje, uslijed čega metali prelaze u oksidirani oblik i gube svojstva, što metalne materijale čini neupotrebljivim.

Postoje 3 karakteristike koje karakterišu korozija:

• Korozija Sa hemijske tačke gledišta, ovo je redoks proces.
• Korozija- ovo je spontani proces koji nastaje usled nestabilnosti termodinamičkog sistema metala - komponenti okoline.
• Korozija- Ovo je proces koji se razvija uglavnom na površini metala. Međutim, moguće je da korozija može prodrijeti duboko u metal.

Vrste korozije metala

Najčešći su sljedeći vrste korozije metala:

1. Ujednačeno - ravnomjerno pokriva cijelu površinu
2. Neujednačeno
3. Izborni
4. Lokalne mrlje - korodiraju određena područja površine
5. Ulcerozni (ili udubljenje)
6. tačkasta
7. Interkristalni - širi se duž granica metalnog kristala
8. pucanje
9. ispod površine

Glavne vrste korozije

Sa stanovišta mehanizma procesa korozije, mogu se razlikovati dvije glavne vrste korozije: hemijske i elektrohemijske.

Hemijska korozija metala

Hemijska korozija metala - to je rezultat pojave takvih kemijskih reakcija u kojima nakon razaranja metalne veze nastaju atomi metala i atomi koji čine oksidirajuća sredstva. Električna struja između pojedinih dijelova metalne površine u ovom slučaju ne dolazi. Ova vrsta korozije svojstvena je medijima koji nisu sposobni provoditi električnu struju - to su plinovi, tekući neelektroliti.

Hemijska korozija metala je gasna i tečna.

Gasna korozija metala - to je rezultat djelovanja agresivnih plinskih ili parnih medija na metal tokom visoke temperature, u nedostatku kondenzacije vlage na metalnoj površini. To su, na primjer, kisik, sumpor-dioksid, vodonik sulfid, vodena para, halogeni. Takva korozija u nekim slučajevima može dovesti do potpunog uništenja metala (ako je metal aktivan), au drugim slučajevima može se stvoriti zaštitni film na njegovoj površini (na primjer, aluminij, krom, cirkonij).

Tečna korozija metala - može se pojaviti u neelektrolitima kao što su nafta, ulja za podmazivanje, kerozin itd. Ova vrsta korozije, u prisustvu čak i male količine vlage, može lako dobiti elektrohemijski karakter.

Za hemijsku koroziju brzina razaranja metala je također proporcionalna brzini kojom oksidacijsko sredstvo prodire u film metalnog oksida koji prekriva njegovu površinu. Metalni oksidni filmovi mogu, ali i ne moraju pokazivati ​​zaštitna svojstva, što je određeno kontinuitetom.

Kontinuitet takav film se procjenjuje vrijednošću Faktor Pilling-Bedwords: (α = V ok / V Me) u odnosu na zapreminu formiranog oksida ili bilo kojeg drugog spoja na zapreminu metala utrošenog za stvaranje ovog oksida

α \u003d V ok / V Me \u003d M ok ρ Me / (n A Me ρ ok),

gdje je V ok zapremina formiranog oksida

V Me je zapremina metala utrošenog za stvaranje oksida

M ok - molarna masa rezultirajućeg oksida

ρ Me - gustina metala

n je broj atoma metala

A Me je atomska masa metala

ρ ok je gustina formiranog oksida

oksidnih filmova, koji α < 1 , nisu kontinuirani a kroz njih kiseonik lako prodire do površine metala. Takvi filmovi ne štite metal od korozije. Nastaju tokom oksidacije alkalnih i zemnoalkalnih metala (osim berilija) kiseonikom.

oksidnih filmova, koji 1 < α < 2,5 su kontinuirani i može zaštititi metal od korozije.

Za vrijednosti α > 2.5 uslov kontinuiteta više nije ispunjen, zbog čega takvi filmovi ne štite metal od uništenja.

Ispod su vrijednosti α za neke metalne okside

metal	oksid	α	metal	oksid	α
K	K2O	0,45	Zn	ZnO	1,55
N / A	Na2O	0,55	Ag	Ag2O	1,58
Li	Li2O	0,59	Zr	ZrO2	1.60
Ca	CaO	0,63	Ni	NiO	1,65
Sr	SrO	0,66	Budi	BeO	1,67
Ba	BaO	0,73	Cu	Cu2O	1,67
mg	MgO	0,79	Cu	CuO	1,74
Pb	PbO	1,15	Ti	Ti2O3	1,76
CD	CdO	1,21	Cr	Cr2O3	2,07
Al	Al2O2	1,28	Fe	Fe2O3	2,14
lok	SnO 2	1,33	W	WO3	3,35
Ni	NiO	1,52

Elektrohemijska korozija metala

Elektrohemijska korozija metala- ovo je proces uništavanja metala u drugom okruženju, koji je praćen pojavom električne struje unutar sistema.

Kod ove vrste korozije, atom se uklanja iz kristalne rešetke kao rezultat dva povezana procesa:

• anoda - metal u obliku jona prelazi u rastvor.
• katoda - elektroni nastali tokom anodnog procesa vezani su depolarizatorom (supstanca je oksidaciono sredstvo).

Sam proces uklanjanja elektrona sa katodnih sekcija naziva se depolarizacija, a supstance koje doprinose uklanjanju nazivaju se depolarizatori.

Najrasprostranjeniji je korozija metala depolarizacijom vodika i kiseonika.

Depolarizacija vodika izvedeno na katodi tokom elektrohemijske korozije u kiseloj sredini

2H + +2e - \u003d H 2 pražnjenje vodikovih jona

2H 3 O + + 2e - \u003d H 2 + 2H 2 O

Depolarizacija kiseonika izvedeno na katodi tokom elektrohemijske korozije u neutralnom okruženju

O 2 + 4H + + 4e - \u003d H 2 O obnavljanje otopljenog kiseonika

O 2 + 2H 2 O + 4e - \u003d 4OH -

Svi metali u njihovom odnosu prema elektrohemijska korozija, mogu se podijeliti u 4 grupe, koje su određene njihovim vrijednostima:

1. aktivni metali (visoka termodinamička nestabilnost) - to su svi metali koji se nalaze u rasponu alkalnih metala - kadmij (E 0 = -0,4 V). Njihova korozija je moguća čak i u neutralnim vodenim medijima, u kojima nema kisika ili drugih oksidacijskih sredstava.
2. Metali srednje aktivnosti (termodinamička nestabilnost) - nalazi se između kadmijuma i vodika (E 0 = 0,0 V). U neutralnim sredinama, u nedostatku kisika, ne korodiraju, ali korodiraju u kiseloj sredini.
3. Neaktivni metali (srednja termodinamička stabilnost) - nalaze se između vodika i rodija (E 0 = +0,8 V). Otporni su na koroziju u neutralnim i kiselim sredinama gdje nema kisika ili drugih oksidacijskih sredstava.
4. plemenitih metala (visoka termodinamička stabilnost) - zlato, platina, iridijum, paladijum. Mogu korodirati samo u kiseloj sredini u prisustvu jakih oksidacionih sredstava.

Elektrohemijska korozija može se odvijati u različitim okruženjima. Ovisno o prirodi medija, razlikuju se sljedeće vrste elektrohemijske korozije:

• Korozija u otopinama elektrolita- u rastvorima kiselina, baza, soli, u prirodnoj vodi.
• atmosferske korozije– u atmosferskim uslovima iu okruženju bilo kakvog vlažnog gasa. Ovo je najčešći tip korozije.

Na primjer, kada željezo stupa u interakciju s komponentama okoline, neki od njegovih dijelova služe kao anoda, gdje se željezo oksidira, dok drugi služe kao katoda, gdje se smanjuje kisik:

O: Fe - 2e - \u003d Fe 2+

K: O 2 + 4H + + 4e - \u003d 2H 2 O

Katoda je površina na kojoj dolazi do većeg dotoka kiseonika.

• korozija tla- zavisno od sastava tla, kao i njegove aeracije, korozija može teći manje ili više intenzivno. Kisela tla su najagresivnija, dok su pjeskovita tla najmanje.
• Aeracija korozije- Javlja se kada postoji neravnomjeran dovod zraka u razni dijelovi materijal.
• morska korozija- teče u morskoj vodi, zbog prisustva u njoj rastvorenih soli, gasova i organskih materija .
• Biokorozija- nastaje kao rezultat vitalne aktivnosti bakterija i drugih organizama koji proizvode plinove kao što su CO 2 , H 2 S itd., koji doprinose koroziji metala.
• elektrokorozija- nastaje pod dejstvom lutajućih struja u podzemnim objektima, kao rezultat rada električnih pruga, tramvajskih pruga i drugih jedinica.

Metode zaštite metala od korozije

Glavni način zaštite od korozije metala je stvaranje zaštitnih premaza- metalne, nemetalne ili hemijske.

Metalni premazi.

metalnom oplatom naneti na metal koji treba zaštititi od korozije slojem drugog metala otpornog na koroziju pod istim uslovima. Ako metalni premaz od metala sa negativniji potencijal ( aktivniji ) nego zaštićen, onda se zove anodizirana. Ako je metalni premaz izrađen od metala sa pozitivniji potencijal(manje aktivan) od zaštićenog, onda se zove obložen katodom.

Na primjer, prilikom nanošenja sloja cinka na željezo, ako je narušen integritet premaza, cink djeluje kao anoda i bit će uništen, a željezo je zaštićeno dok se sav cink ne potroši. U ovom slučaju je premaz cinka anoda.

katoda zaštitni premaz od željeza može, na primjer, biti bakar ili nikl. Ako se naruši integritet takvog premaza, zaštićeni metal se uništava.

nemetalne prevlake.

Takvi premazi mogu biti neorganski ( cementni malter, staklasta masa) i organske (visoke molekularne mase, lakovi, boje, bitumen).

Hemijski premazi.

U ovom slučaju, zaštićeni metal se podvrgava hemijskoj obradi kako bi se na površini formirao film njegovog spoja otporan na koroziju. To uključuje:

oksidacija – dobijanje stabilnih oksidnih filmova (Al 2 O 3 , ZnO itd.);

fosfatiranje - dobijanje zaštitnog filma od fosfata (Fe 3 (PO 4) 2, Mn 3 (PO 4) 2);

nitriranje - površina metala (čelika) je zasićena dušikom;

blueing – metalna površina je u interakciji sa organskim materijama;

cementiranje - dobivanje na površini metala njegove veze s ugljikom.

Promjena sastava tehničkog metala Takođe poboljšava otpornost metala na koroziju. U ovom slučaju, takvi spojevi se unose u metal koji povećavaju njegovu otpornost na koroziju.

Promjena sastava korozivnog medija(uvođenje inhibitora korozije ili uklanjanje nečistoća iz okoline) je također sredstvo zaštite metala od korozije.

Elektrohemijska zaštita zasniva se na povezivanju zaštićene strukture na katodu vanjskog izvora jednosmerna struja, zbog čega postaje katoda. Anoda je otpadni metal, koji, kada se uništi, štiti strukturu od korozije.

Zaštitna zaštita - jedna od vrsta elektrohemijske zaštite - je sledeća.

Ploče od aktivnijeg metala, tzv zaštitnik. Zaštitnik - metal sa negativnijim potencijalom - je anoda, a zaštićena struktura je katoda. Spajanje protektora i štićene konstrukcije sa strujnim provodnikom dovodi do uništenja protektora.

kategorije ,

Hemijska korozija- ovo je vrsta razaranja metala korozijom povezana s interakcijom metala i korozivne sredine, u kojoj se metal istovremeno oksidira i obnavlja korozivna sredina. Hemikalija nije povezana sa formiranjem, kao ni izlaganjem električnoj struji.

Pokretačka sila (prvobitni uzrok) hemijske korozije je termodinamička nestabilnost metala. Oni mogu spontano preći u stabilnije stanje kao rezultat procesa:

Metal + Oksidirajuća komponenta medija = Proizvod reakcije

U ovom slučaju termodinamički potencijal sistema se smanjuje.

Po predznaku promene termodinamičkog potencijala moguće je utvrditi mogućnost spontane hemijske korozije. Kriterijum je obično izobarično-izotermni potencijal G. Spontanim nastankom hemijskog procesa uočava se smanjenje izobarično-izotermnog potencijala. Stoga, ako:

ΔG T< 0, то процесс химической коррозии возможен;

Δ G T > 0, tada je proces hemijske korozije nemoguć;

Δ G T = 0, tada je sistem u ravnoteži.

Hemijska korozija je:

Gasna korozija - korozijsko uništavanje pod uticajem gasova na visokim temperaturama;

Korozija u tečnostima bez elektrolita.

Gasna korozija

Gasna korozija- najčešći tip hemijske korozije. Pri visokim temperaturama dolazi do uništenja metalne površine pod utjecajem plinova. Ova pojava se uočava uglavnom u metalurgiji (oprema za toplo valjanje, kovanje, štancanje, delovi motora sa unutrašnjim sagorevanjem itd.)

Najčešći slučaj hemijske korozije je interakcija metala sa kiseonikom. Proces se odvija prema reakciji:

Me + 1/2O 2 - MeO

Smjer ove reakcije (oksidacije) određen je parcijalnim pritiskom kisika u mješavini plinova (pO2) i tlakom disocijacije oksidne pare na određenoj temperaturi (pMeO).

Ova hemijska reakcija se može odvijati na tri načina:

1) pO 2 \u003d pMeO, reakcija je ravnotežna;

2) pO 2 > pMeO, reakcija se pomera ka stvaranju oksida;

3) pO 2< рМеО, оксид диссоциирует на чистый металл и оксид, реакция протекает в обратном направлении.

Poznavajući parcijalni pritisak kiseonika u gasnoj mešavini i pritisak disocijacije oksida, moguće je odrediti temperaturni opseg u kojem je ova reakcija termodinamički moguća.

Stopa korozije gasa određuje nekoliko faktora: temperatura okoline, priroda sastava metala ili legure, priroda plinovitog medija, vrijeme kontakta s plinovitim medijem i svojstva produkata korozije.

Proces kemijske korozije u velikoj mjeri ovisi o prirodi i svojstvima oksidnog filma koji se formira na površini.

Proces pojave oksidnog filma na površini može se uvjetno podijeliti u dvije faze:

Na površini metala, koja je u direktnom kontaktu sa atmosferom, adsorbuju se molekuli kiseonika;

Metal reaguje sa gasom i formira hemijsko jedinjenje.

U prvoj fazi nastaje ionska veza između površinskih atoma i kisika: atom kisika uzima dva elektrona od metala. U tom slučaju nastaje vrlo jaka veza, mnogo jača od veze kisika s metalom u oksidu. Možda je ovaj fenomen uočen zbog djelovanja na kisik polja koje stvaraju atomi metala. Nakon potpunog zasićenja površine oksidacijskim sredstvom, koje se događa gotovo trenutno, na niskim temperaturama, zbog van der Waalsovih sila, može se uočiti i fizička adsorpcija molekula oksidansa.

Kao rezultat, formira se vrlo tanak monomolekularni zaštitni film, koji se vremenom zgušnjava, što otežava ulazak kisika.

U drugoj fazi, zbog kemijske interakcije, oksidirajuća komponenta medija uzima valentne elektrone iz metala i reagira s njim, formirajući produkt korozije.

Ako nastali oksidni film ima dobra zaštitna svojstva, to će usporiti daljnji razvoj procesa kemijske korozije. Osim toga, oksidni film uvelike utječe na otpornost metala na toplinu.

Postoje tri vrste filmova koji se mogu formirati:

Tanak (nevidljiv golim okom);

Srednje (daju nijansu boja);

Debeo (jasno vidljiv).

Da bi oksidni film bio zaštitni, mora ispunjavati određene zahtjeve: ne smije imati pore, biti neprekidan, dobro prianjati na površinu, biti kemijski inertan u odnosu na okolinu, imati veliku tvrdoću i biti otporan na habanje.

Ako je film labav i porozan, osim što ima slabo prianjanje na površinu, neće imati zaštitna svojstva.

Postoji uslov kontinuiteta, koji se formuliše na sledeći način: molekularni volumen oksidnog filma mora biti veći od atomskog volumena metala.

Kontinuitet- sposobnost oksida da pokrije cijelu površinu metala kontinuiranim slojem.

Ako je ovaj uvjet ispunjen, film je kontinuiran i, prema tome, zaštitni.

Ali postoje metali za koje uslov kontinuiteta nije indikator. To uključuje sve alkalne, zemnoalkalne (osim berilija), čak i magnezijum, koji je tehnički važan.

Mnoge metode se koriste za određivanje debljine oksidnog filma formiranog na površini i za proučavanje njegovih zaštitnih svojstava. Zaštitna sposobnost filma može se odrediti tokom njegovog formiranja, brzinom oksidacije metala i prirodom promjene brzine tokom vremena. Ako je oksid već nastao, preporučljivo je ispitati njegovu debljinu i zaštitna svojstva nanošenjem na površinu nekog reagensa pogodnog za ovaj slučaj (npr. otopina Cu(NO3)2 koja se koristi za željezo). Debljina filma se može odrediti od trenutka prodiranja reagensa na površinu.

Čak ni već formirani kontinuirani film ne zaustavlja svoju interakciju s metalom i oksidirajućom okolinom.

Utjecaj vanjskih i unutrašnji faktori na stopu hemijske korozije.

Temperatura ima veoma snažan uticaj na brzinu hemijske korozije. Sa njegovim povećanjem, procesi oksidacije idu mnogo brže. U ovom slučaju, smanjenje termodinamičke mogućnosti reakcije nije bitno.

Posebno je pogođeno promjenjivo grijanje i hlađenje. Na zaštitnom filmu nastaju pukotine zbog pojave termičkih naprezanja. Kroz pukotine, oksidirajuća komponenta medija ima direktan pristup površini. Formira se novi oksidni film, a stari se postepeno ljušti.

Sastav plinovitog medija igra važnu ulogu u procesu korozije. Ali to je individualno za svaki metal i mijenja se s temperaturnim fluktuacijama. Na primjer, bakar vrlo brzo korodira u atmosferi kisika, ali je stabilan u okruženju koje sadrži SO 2 . Nikl, naprotiv, intenzivno korodira u kontaktu sa atmosferom SO 2 , ali je stabilan u O 2 , CO 2 i H 2 O. Krom je relativno stabilan u sva četiri medija.

Ako je tlak disocijacije oksida veći od tlaka oksidirajuće komponente, oksidacija metala se zaustavlja, on postaje termodinamički stabilan.

Brzina oksidacije ovisi o sastavu legure. Uzmimo za primjer željezo. Aditivi sumpora, mangana, fosfora i nikla ne utiču na njegovu oksidaciju. Silicijum, hrom, aluminijum - usporavaju proces. A berilij, kobalt, titanijum i bakar veoma snažno inhibiraju oksidaciju. Na visokim temperaturama, volfram, molibden, a takođe i vanadijum mogu intenzivirati proces. To je zbog hlapljivosti ili taljivosti njihovih oksida.

Promatrajući brzinu oksidacije željeza na različitim temperaturama, primjećujemo da se s povećanjem temperature uočava najsporija oksidacija kod austenitne strukture. Najotporniji je na toplotu u odnosu na druge.

Priroda površinske obrade također utiče na brzinu hemijske korozije. Ako je površina glatka, onda oksidira malo sporije od neravne površine s defektima.

Hemijska korozija u neelektrolitnim tekućinama

Neelektrolitne tečnosti su tečni mediji koji nisu provodnici električne energije. To uključuje: organske (benzen, fenol, hloroform, alkoholi, kerozin, ulje, benzin); neorganskog porijekla (tečni brom, rastopljeni sumpor, itd.). Čisti neelektroliti ne reagiraju s metalima, ali uz dodatak čak i male količine nečistoća, proces interakcije se naglo ubrzava. Na primjer, ako ulje sadrži sumpor ili spojeve koji sadrže sumpor (vodonik sulfid, merkaptani), proces kemijske korozije se ubrzava. Ako se, uz to, temperatura poveća, u tekućini će se pojaviti otopljeni kisik - povećat će se kemijska korozija.

Prisustvo vlage u tečnostima-neelektrolitima obezbeđuje intenzivan tok korozije već elektrohemijskim mehanizmom.

Hemijska korozija u neelektrolitnim tekućinama podijeljena je u nekoliko faza:

Pristup oksidacijskog sredstva metalnoj površini;

Hemisorpcija reagensa na površini;

Reakcija oksidacijskog sredstva s metalom (formiranje oksidnog filma);

Desorpcija oksida metalom (može izostati);

Difuzija oksida u neelektrolit (može izostati).

Da bi se konstrukcije zaštitile od hemijske korozije u neelektrolitnim tečnostima, na njihovu površinu se nanose premazi koji su stabilni u ovom okruženju.

Elektrohemijska korozija je najčešći oblik korozije. Elektrohemijski nastaje kada metal dođe u kontakt sa okolnim elektrolitički provodljivim medijem. U ovom slučaju, redukcija oksidirajuće komponente korozivnog medija ne ide istovremeno s ionizacijom atoma metala, a njihove brzine zavise od elektrodnog potencijala metala. Osnovni uzrok elektrohemijske korozije je termodinamička nestabilnost metala u njihovom okruženju. Korozija cjevovoda, presvlake dna morskog plovila, razne metalne konstrukcije u atmosferi su i još mnogo toga primjeri elektrohemijske korozije.

Elektrohemijska korozija uključuje takve vrste lokalnog razaranja kao što su pitting, intergranularna korozija, pukotina. Osim toga, procesi elektrohemijska korozija javljaju u tlu, atmosferi, moru.

Mehanizam elektrohemijske korozije može se nastaviti na dva načina:

1) Homogeni mehanizam elektrohemijske korozije:

Površinski sloj ispunjen. smatra se homogenim i homogenim;

Razlog rastvaranja metala je termodinamička mogućnost katodnog ili anodnog djelovanja;

K i A regioni migriraju preko površine u vremenu;

Brzina elektrohemijske korozije zavisi od kinetičkog faktora (vremena);

Homogena površina se može smatrati graničnim slučajem, koji se može realizovati iu tečnim metalima.

2) Heterogeni mehanizam elektrohemijske korozije:

Kod tvrdih metala površina je nehomogena, jer. različiti atomi zauzimaju različite pozicije u kristalnoj rešetki u leguri;

Heterogenost se uočava u prisustvu stranih inkluzija u leguri.

Elektrohemijska korozija ima neke karakteristike: podeljena je na dva procesa koji se istovremeno odvijaju (katodni i anodni), koji su kinetički zavisni jedan od drugog; u nekim područjima površine, elektrohemijska korozija može poprimiti lokalni karakter; raspuštanje glavnog met. nastaje na anodama.

Površina bilo kojeg metala sastoji se od mnogih mikroelektroda kratko spojenih kroz sam metal. U kontaktu sa korozivnim medijem, nastale galvanske ćelije doprinose njegovom elektrohemijskom uništenju.

Razlozi za pojavu lokalnih galvanskih ćelija mogu biti vrlo različiti:

1) heterogenost legure

Heterogenost ispunjena. faze zbog nehomogenosti legure i prisustva mikro- i makro-inkluzija;

Neravnomjernost oksidnih filmova na površini zbog prisutnosti makro- i mikropora, kao i neravnomjerno stvaranje sekundarnih produkata korozije;

Prisustvo granica kristalnog zrna na površini, pojava dislokacije na površini, anizotropija kristala.

2) nehomogenost sredine

Područje s ograničenim pristupom oksidantu bit će anoda za područje sa slobodnim pristupom, što ubrzava elektrohemijsku koroziju.

3) heterogenost fizičkih uslova

Ozračenje (ozračeno područje - anoda);

Uticaj vanjskih struja (mjesto ulaska lutajuće struje je katoda, mjesto izlaska je anoda);

Temperatura (u odnosu na hladna područja, zagrijana su anode) itd.

Tokom rada galvanske ćelije, dva elektrodna procesa se odvijaju istovremeno:

Anodna- joni metala prelaze u rastvor

Fe → Fe 2+ + 2e

Događa se reakcija oksidacije.

Katoda- višak elektrona asimiliraju molekule ili atomi elektrolita, koji se zatim reduciraju. Na katodi se odvija reakcija redukcije.

O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - (depolarizacija kiseonika u neutralnom, alkalnom mediju)

O 2 + 4H + + 4e → 2H 2 O (depolarizacija kiseonika u kiseloj sredini)

2 H + + 2e → H 2 (tokom depolarizacije vodonika).

Inhibicija anodnog procesa dovodi do inhibicije i katodnog procesa.

Korozija metala odvija se na anodi.

Kada dvije električno provodljive faze dođu u kontakt (na primjer, met. - Medium), kada je jedna od njih pozitivno, a druga negativno nabijena, između njih nastaje razlika potencijala. Ovaj fenomen je povezan s pojavom dvostrukog električnog sloja (EDL). Nabijene čestice se nalaze asimetrično na granici faze.

Potencijalni skokovi u procesu elektrohemijske korozije mogu nastati iz dva razloga:

Pri dovoljno visokoj energiji hidratacije, ioni metala se mogu odvojiti i prijeći u otopinu, ostavljajući na površini ekvivalentan broj elektrona, koji određuju njen negativni naboj. Negativno nabijena površina privlači met katione na sebe. iz rješenja. Tako se na granici faza pojavljuje dvostruki električni sloj.

Kationi elektrolita se ispuštaju na površinu metala. To dovodi do činjenice da je površina met. dobiva pozitivan naboj, koji formira dvostruki električni sloj s anionima otopine.

Ponekad se javlja situacija kada površina nije napunjena i, shodno tome, nema DEL. Potencijal na kojem se ova pojava opaža naziva se potencijal nultog naboja (φ N). Svaki metal ima svoj vlastiti potencijal nultog naboja.

Veličina elektrodnih potencijala ima veoma veliki uticaj na prirodu procesa korozije.

Skok potencijala između dvije faze ne može se izmjeriti, ali je korištenjem metode kompenzacije moguće izmjeriti elektromotornu silu elementa (EMF), koja se sastoji od referentne elektrode (njen potencijal se konvencionalno uzima kao nula) i elektrode ispod studija. Kao referentna elektroda uzima se standardna vodikova elektroda. EMF galvanske ćelije (standardna vodikova elektroda i element koji se proučava) naziva se elektrodni potencijal. Referentne elektrode mogu biti i srebrni hlorid, kalomel, zasićeni bakar sulfat.

Međunarodna konvencija u Stokholmu 1953. odlučeno je da se referentna elektroda uvijek stavi na lijevu stranu prilikom snimanja. U ovom slučaju, EMF se izračunava kao razlika potencijala između desne i lijeve elektrode.

E = Vp - Vl

Ako se pozitivno naelektrisanje unutar sistema kreće s lijeva na desno - EMF elementa se smatra pozitivnim, dok

E max \u003d - (ΔG T) / mnF,

gdje je F Faradejev broj. Ako se pozitivni naboji kreću u suprotnom smjeru, tada će jednadžba izgledati ovako:

E max =+(ΔG T)/mnF.

Prilikom korozije u elektrolitima najčešći i najznačajniji su adsorpcija (adsorpcija kationa ili anjona na granici faze) i elektrodni potencijali (prijelaz kationa iz metala u elektrolit ili obrnuto).

Potencijal elektrode pri kojem je metal u ravnoteži sa svojim ionima naziva se ravnoteža (reverzibilna). Zavisi od prirode metalne faze, rastvarača, temperature elektrolita, aktivnosti metiona.

Potencijal ravnoteže ispunjava Nernstovu jednačinu:

E=E ο + (RT/nF) Lnα Me n+

gdje je, E ο - ispunjen standardni potencijal; R je molarna plinska konstanta; n je stepen oksidacije metiona; T - temperatura; F - Faradejev broj α Me n+ - aktivnost met jona.

Pri uspostavljenom ravnotežnom potencijalu, elektrohemijska korozija se ne opaža.

Ako električna struja prođe kroz elektrodu, njeno ravnotežno stanje se poremeti. Potencijal elektrode se mijenja ovisno o smjeru i jačini struje. Promjena razlike potencijala, koja dovodi do smanjenja jačine struje, obično se naziva polarizacija. Smanjenje polarizabilnosti elektroda naziva se depolarizacija.

Brzina elektrohemijske korozije je manja, što je veća polarizacija. Polarizaciju karakteriše veličina prenapona.

Polarizacija je tri tipa:

Elektrohemijski (kod usporavanja anodnih ili katodnih procesa);

Koncentracija (opažena kada je brzina približavanja depolarizatora površini i uklanjanja produkata korozije niska);

Faza (povezana sa formiranjem nove faze na površini).

Elektrohemijska korozija se takođe primećuje kada dva različita metala dođu u kontakt. U elektrolitu formiraju galvanski par. Elektronegativniji od njih će biti anoda. Anoda će se postepeno otopiti u procesu. U tom slučaju dolazi do usporavanja ili čak potpunog prestanka elektrohemijske korozije na katodi (više elektropozitivne). Na primjer, kada duralumin i nikl dođu u kontakt s morskom vodom, to će biti duralumin koji će se intenzivno otopiti.

Između svih postojeće vrste uništavanje metala, najčešća je elektrohemijska korozija, koja nastaje kao rezultat njegove interakcije s elektrolitički vodljivim medijem. Glavni razlog za ovu pojavu je termodinamička nestabilnost metala u okolini koja ih okružuje.

Mnogi objekti i strukture su podložni ovoj vrsti korozije:

• gasovod i vodovod;
• elementi vozila;
• ostale konstrukcije od metala.

Korozivni procesi, odnosno rđa, mogu se javiti u atmosferi, u tlu, pa čak iu slanoj vodi. Čišćenje metalnih konstrukcija od manifestacija elektrohemijske korozije je složen i dugotrajan proces, pa je lakše spriječiti njegovu pojavu.

Glavne sorte

Tokom korozije u elektrolitima, hemijska energija se pretvara u električnu energiju. U tom smislu se naziva elektrohemijskim. Uobičajeno je razlikovati sljedeće vrste elektrohemijske korozije.

Intergranular

Intergranularna korozija se odnosi na tako opasan fenomen u kojem se granice zrna nikla, aluminija i drugih metala uništavaju na selektivan način. Kao rezultat, gube se čvrstoća i plastična svojstva materijala. Glavna opasnost od ove vrste korozije je da nije uvijek vidljiva vizualno.

Pitting

Pitting elektrohemijska korozija je tačkasto oštećenje pojedinih delova površine bakra i drugih metala. U zavisnosti od prirode lezije, razlikuju se zatvorene, otvorene, a takođe i površinske jame. Veličina zahvaćenih područja može varirati od 0,1 mm do 1,5 mm.

s prorezima

Elektrohemijska korozija se obično naziva pojačanim procesom razaranja metalnih konstrukcija na mjestima pukotina, praznina i pukotina. Korozija pukotina može nastati u zračnoj atmosferi, gasne mešavine kao i morska voda. Ova vrsta razaranja tipična je za gasovode, dna brodova i mnoge druge objekte.

Pojava korozije u uslovima male količine oksidacionog sredstva je uobičajena zbog teškog pristupa zidovima proreza. To dovodi do nakupljanja korozivnih proizvoda unutar praznina. Elektrolit sadržan u unutrašnjem prostoru otvora može se promijeniti pod utjecajem hidrolize produkata korozije.

Kako bi se metali zaštitili od korozije pukotina, uobičajeno je primijeniti nekoliko metoda:

• brtvljenje praznina i pukotina;
• elektrohemijska zaštita;
• proces inhibicije.

Kao preventivne metode treba koristiti samo one materijale koji su najmanje osjetljivi na hrđu, kao i u početku kompetentno i racionalno projektirati plinovode i druge važne objekte.

Kompetentna prevencija u mnogim slučajevima je jednostavniji proces od naknadnog čišćenja metalnih konstrukcija od tvrdokorne hrđe.

Kako se korozija manifestuje?

Kao primjer toka korozivnog procesa može se navesti uništavanje raznih uređaja, komponenti automobila, kao i bilo koje metalne konstrukcije koje se nalaze:

• u atmosferskom vazduhu;
• u vodama - mora, rijeke sadržane u tlu i ispod slojeva tla;
• u tehničkim okruženjima itd.

U procesu rđe, metal postaje multielektronska galvanska ćelija. Tako, na primjer, ako bakar i željezo dođu u kontakt u elektrolitičkom mediju, bakar je katoda, a željezo anoda. Donirajući elektrone bakru, gvožđe u obliku jona ulazi u rastvor. Joni vodika počinju se kretati prema bakru i tamo se ispuštaju. Postajajući sve negativniji, katoda ubrzo postaje jednaka potencijalu anode, zbog čega se proces korozije počinje usporavati.

Različite vrste korozije manifestiraju se na različite načine. Elektrohemijska korozija je intenzivnija u onim slučajevima kada se u katodi nalaze inkluzije metala sa manjom aktivnošću u odnosu na korodirajuću - rđa se na njima pojavljuje brže i prilično je izražena.

Atmosferska korozija nastaje u uslovima vlažnog vazduha i normalne temperature. U tom slučaju se na površini metala formira film vlage s otopljenim kisikom. Proces razaranja metala postaje sve intenzivniji kako se povećava vlažnost vazduha i sadržaj gasovitih oksida ugljika i sumpora, pod uslovom da:

• pukotine;
• hrapavost;
• drugi faktori koji izazivaju olakšavanje procesa kondenzacije.

Korozija tla najviše pogađa različite podzemne građevine, gasovode, kablove i druge objekte. Do uništavanja bakra i drugih metala dolazi zbog njihovog bliskog kontakta sa vlagom u tlu, koja također sadrži otopljeni kisik. Do uništenja cjevovoda može doći već šest mjeseci nakon njihove izgradnje, ako tlo u koje su ugrađeni karakteriše povećana kiselost.

Pod utjecajem lutajućih struja koje izlaze iz stranih predmeta dolazi do električne korozije. Njegovi glavni izvori su električne pruge, dalekovodi, kao i specijalne instalacije koje rade na jednosmernu struju. Ova vrsta korozije u većoj mjeri izaziva uništavanje:

• gasovodi;
• sve vrste objekata (mostovi, hangari);
• električni kablovi;
• naftovode.

Djelovanje struje izaziva pojavu područja ulaska i izlaska elektrona - to jest katoda i anoda. Najintenzivniji destruktivni proces je upravo u područjima sa anodama, pa je na njima rđa uočljivija.

Korozija pojedinih komponenti gasovoda i vodovoda može biti uzrokovana činjenicom da je proces njihove ugradnje mješovit, odnosno nastaje korištenjem razni materijali. Najčešći primjeri su pitting u bakrenim elementima i bimetalna korozija.

Kod mješovite ugradnje željeznih elemenata sa legurama bakra i cinka, proces korozije je drugačiji manji stepen kritičnosti nego kod bakarnog livenja, odnosno kod legura bakra, cinka i kalaja. Korozija cjevovoda može se spriječiti posebnim metodama.

Metode prevencije hrđe

Za borbu protiv podmukle rđe koriste se razne metode. Razmotrite one od njih koji su najefikasniji.

Metoda broj 1

Jedna od najpopularnijih metoda je elektrohemijska zaštita livenog gvožđa, čelika, titana, bakra i drugih metala. Na čemu se zasniva?

Elektrohemijska obrada metala je poseban način, čiji je cilj promjena oblika, veličine i hrapavosti površine anodnim rastvaranjem u elektrolitu pod utjecajem električne struje.

Da obezbedi pouzdana zaštita od rđe, potrebno je čak i prije početka rada metalnih proizvoda tretirati ih posebnim sredstvima, koja u svom sastavu sadrže različite komponente organskog i anorganskog porijekla. Ova metoda vam omogućava da spriječite pojavu hrđe na određeno vrijeme, ali kasnije ćete morati ažurirati premaz.

Električna zaštita je proces u kojem se metalna konstrukcija povezuje na vanjski izvor jednosmjerne električne struje. Kao rezultat, na njegovoj površini se formira polarizacija elektroda katodnog tipa, a sva anodna područja počinju se pretvarati u katodna.

Elektrohemijska obrada metala može se odvijati uz učešće anode ili katode. U nekim slučajevima dolazi do naizmjenične obrade metalnog proizvoda s obje elektrode.

Katodna zaštita od korozije neophodna je u situacijama kada metal koji se štiti ne pokazuje tendenciju pasivizacije. Na metalni proizvod je spojen vanjski izvor struje - posebna katodna zaštitna stanica. Ova metoda je pogodna za zaštitu plinovoda, kao i cjevovoda za vodoopskrbu i grijanje. Međutim, ova metoda ima određene nedostatke u vidu pucanja i uništavanja zaštitnih premaza - to se događa u slučajevima značajnog pomaka potencijala objekta u negativnom smjeru.

Metoda broj 2

Elektroiskrinska obrada metala može se izvesti pomoću instalacija razne vrste- beskontaktni, kontaktni, kao i anodno-mehanički.

Metoda broj 3

Za pouzdanu zaštitu plinovoda i drugih cjevovoda od hrđe, često se koristi metoda poput prskanja električnim lukom. Prednosti ove metode su očigledne:

• značajna debljina zaštitnog sloja;
• visok nivo performansi i pouzdanosti;
• korištenje relativno jeftine opreme;
• jednostavan tehnološki proces;
• mogućnost korištenja automatiziranih linija;
• niski troškovi energije.

Među nedostacima ove metode je niska efikasnost u obradi konstrukcija u korozivnim sredinama, kao i nedovoljno prianjanje na čeličnu podlogu u nekim slučajevima. U svakoj drugoj situaciji takva električna zaštita je vrlo efikasna.

Metoda broj 4

Za zaštitu raznih metalnih konstrukcija - plinovoda, mostova, svih vrsta cjevovoda - potrebna je učinkovita antikorozivna obrada.

Ovaj postupak se izvodi u nekoliko faza:

• temeljno uklanjanje masnih naslaga i ulja upotrebom efikasnih rastvarača;
• čišćenje tretirane površine od soli rastvorljivih u vodi vrši se pomoću profesionalnih uređaja visok pritisak;
• uklanjanje postojećih strukturnih grešaka, poravnavanje rubova - to je neophodno kako bi se spriječilo lomljenje nanesene boje;
• temeljno čišćenje površine pjeskaricom - to se radi ne samo za uklanjanje hrđe, već i za postizanje željenog stepena hrapavosti;
• nanošenje antikorozivnog materijala i dodatnog zaštitnog sloja.

Pravilna predtretman plinovoda i raznih metalnih konstrukcija osigurat će im pouzdanu zaštitu od elektrohemijske korozije tokom rada.