Principalele metode de protecție a metalelor împotriva coroziunii
Diferite metode sunt folosite pentru a proteja împotriva coroziunii metalelor, care pot fi împărțite în următoarele domenii principale: metalul aliere; acoperiri de protecție (metalice, nemetalic); protecție electrochimică; schimba proprietățile mediului coroziv; design de produs durabil.
Alierea metalelor. Aceasta este o metodă eficientă de creștere a rezistenței la coroziune a metalelor. Când dopaj o compoziție de metal sau aliaj se administrează elemente de aliere (crom, nichel, molibden, etc.), provocând metalul pasiv. Pasivizare numit de metal de tranziție sau aliaj în starea rezistenței sale la coroziune îmbunătățită cauzată de inhibarea procesului anodic. Starea pasivă a metalului datorită formării pe suprafața structurii perfecte a filmului de oxid (pelicula de oxid are proprietăți de protecție cu condiția similaritate maximă a barilor de cristal și oxid metalic format).
Utilizarea pe scară largă găsit pentru protecția împotriva coroziunii a gazelor de dopaj. Doping expuse de fier, aluminiu, cupru, magneziu, zinc și aliajele acestora. Rezultând din aliaje cu rezistență la coroziune mai mare decât metalele în sine. Aceste aliaje posedă atât rezistență la căldură și rezistență la căldură.
Rezistența la căldură - rezistența la coroziune a gazului la temperaturi ridicate. Rezistența la căldură - proprietățile materialului structural pentru a menține o rezistență mecanică ridicată, cu o creștere semnificativă a temperaturii. Rezistența la căldură este în mod tipic furnizată de dopaj metale și aliaje, cum ar fi oțel crom, aluminiu și siliciu. Aceste elemente oxida la temperaturi ridicate energetice decât fierul, și formează astfel un strat dens de oxid protector, cum ar fi Al2 O3 și Cr2 O3.
Doping este de asemenea utilizat pentru a reduce rata coroziunii electrochimice, în special hidrogen la coroziune. Pentru aliaje rezistente la coroziune, de exemplu, includ oțeluri inoxidabile, în care componentele de aliere sunt crom, nichel și alte metale.
acoperiri de protectie. Straturile produse în mod artificial pe suprafața produselor metalice pentru protecția lor la coroziune, numite acoperiri de protectie. Stratul de protecție - cea mai comună metodă de control al coroziunii. Stratul de protecție nu numai protejează articolul de coroziune, ci și conferă suprafeței un număr de proprietăți fizico-chimice (rezistență la uzură, conductivitate electrică, și altele.). Acestea sunt împărțite în metalic și nemetalic. Cerințe generale pentru toate tipurile de acoperiri de protecție sunt de înaltă rezistență adeziv, soliditate și rezistență la medii agresive.
Acoperiri metalice. Acoperiri metalice ocupă o poziție specială, deoarece acțiunea lor are un caracter dublu. Atâta timp cât integritatea stratului de acoperire nu este rupt, efectul său protector este redus la suprafață metalică protejată a izolației din mediul înconjurător. Acest lucru nu este diferită de cea a oricărui strat protector mecanic (colorare, peliculă de oxid, etc.). Acoperirea metalică trebuie să fie impermeabil la agenți corozivi.
Când acoperirea este deteriorată (sau prezența porilor) formate prin celula electrochimică. distrugerea coroziv Caracterul metalului de bază este determinată de caracteristicile electrochimice ale ambelor metale. Stratul de protecție anticorozivă poate fi catod și anod. Pentru catod acoperiri includ acoperiri ale căror potențiale în acest mediu au o mai pozitiv decât potențialul metalului de bază. acoperiri anodic au potențialul cel mai negativ decât potențialul metalului de bază.
De exemplu, în ceea ce privește catod de fier este placat cu nichel și zinc - anod (Fig 2.).
În cazul placării deteriorări nichel (Fig. 2a) la anodice oxidarea fierului se produce ca urmare a apariției elementelor galvanice mikrokorrozionnyh. Pe porțiunile catodice - recuperarea hidrogenului. În consecință, învelișul catodic poate proteja metalul de coroziune numai în absența porilor și deteriorarea acoperirii.
leziuni locale a stratului de zinc protector conduce la o degradare suplimentară, suprafața de fier este protejat împotriva coroziunii. Site-uri de oxidare anodică are loc procesul de zinc. Pe porțiunile catodice - (. Figura 2b) recuperarea hidrogenului.
Potențialele de electrod de metale depinde de compoziția soluțiilor, și, prin urmare, caracterul acoperirii poate varia cu schimbări în compoziția soluției.
Pentru acoperiri metalice sunt diferite moduri: electrochimice (acoperire galvanica), scufundare în metalul topit (galvanizare la cald, staniu); metalizare (desen din metalul topit pe suprafața care urmează să fie protejate prin intermediul unor jeturi de aer comprimat), chimice (prepararea acoperirilor metalice folosind reductori de exemplu hidrazină).
Fig. 2. Coroziunea fierului în soluția acidă la catod (a) și anodul (b) acoperire: 1 - metale comune; 2 - capac; 3 - soluție electrolitică.
Materiale pentru acoperiri metalice pot fi ambele metale pure (zinc, cadmiu, aluminiu, nichel, cupru, crom, argint, etc.) și aliajele lor (bronz, alama, etc.).
Nemetalice acoperiri de protecție. Acestea pot fi atât anorganici și organici. Acțiunea protectoare a acestor acoperiri sunt reduse în principal prin izolarea metalului din mediu.
Ca acoperiri anorganice utilizate smalțului anorganic, oxizi metalici, un compus de crom, fosfor și colab., Organic includ acoperiri pentru vopsele, rășini, materiale plastice, pelicule polimerice, cauciuc.
smalț anorganice în compoziția sa sunt silicații, adică Compuși de siliciu. Principalul dezavantaj al acestor acoperiri includ fragilității și crăparea sub șoc termic și mecanic.
Vopsele sunt cele mai frecvente. Acoperirea de vopsea trebuie să fie rezistente la un solid, gaz s impermeabil, chimic, flexibil, posedă o înaltă aderență la materialul, rezistența și duritatea mecanică.
Metodele chimice sunt foarte diverse. Acestea includ, de exemplu, tratarea substanțelor de suprafață metalică, care aderă la acesta într-o reacție chimică și care formează pe suprafața sa un strat subțire de compuși chimici stabili în formarea care implică metalic protejat în sine. Astfel de metode includ oxidarea. fosfat, sulfit dirovanie și colab.
Oxidarea - procesul de formare a filmelor de oxid de pe suprafața produselor metalice.
Metoda modernă de oxidare - chimică și prelucrării electrochimice a pieselor în soluții alcaline.
Pentru fierul și aliajele sale este utilizat cel mai frecvent de oxidare alcalină într-o soluție care conține NaOH, NaNO3. NaNO2 la o temperatură de 135-140 O C. Oxidarea metalelor feroase numite lustruită.
Site-uri de oxidare anodică are loc:
Pe părțile catodice ale procesului de restaurare: