Коррозия металлов и методы защиты от нее |

Коррозия металлов и методы защиты от нее |,

Коррозия металлов и способы защиты от нее

Коррозия – это процесс разрушения металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных загрязнителей воздуха.

Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, типа окружающей среды и температуры.

    Драгоценные металлы не подвержены коррозии благодаря своей химической инертности. Металлы Al, Ti, Zn, Cr и Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные слои, препятствующие коррозии. Металлы с рыхлыми оксидными слоями, такие как Fe, Cu и т. Д., Устойчивы к коррозии. Железо особенно подвержено ржавчине.

Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия сопровождается химическими реакциями. Обычно химическая коррозия металлов происходит, когда металл подвергается воздействию сухих газов, это также известно как газовая коррозия.

При химической коррозии возможны и другие процессы:

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H. 2

2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3

Как правило, такие процессы происходят на оборудовании химического производства.

Электрохимическая коррозия – это процесс разрушения металла, сопровождающийся электрохимическими процессами. Обычно электрохимическая коррозия происходит в присутствии воды и кислорода или в растворах электролитов.

В таких растворах процессы переноса электронов происходят на поверхности металла, где окислителем является кислород или кислота, содержащиеся в растворе.

В этом случае электроды представляют собой сам металл (например, железо) и его примеси (обычно менее активные металлы, такие как олово).

В таком загрязненном металле электроны переходят от железа к олову, и железо (анод) растворяется, то есть корродирует:

Комиссия -2e = Fe 2+

На поверхности олова (катоде) водород восстанавливается из воды или растворенного кислорода:

2H + + 2e → H. 2

О 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH -.

Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят следующие процессы:

Анод: Fe -2e → Fe 2+

Катод: 2H + + 2e → H. 2

Полная реакция: Fe + 2H + → H 2 + Fe 2+

Если реакция протекает при атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и протекают следующие процессы:

Анод: Fe -2e → Fe 2+

Катод: O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH -.

Полная реакция:

Fe 2+ + 2OH – → Fe (OH) 2

4Fe (ОН) 2 + O 2 + 2H 2 О → 4Fe (ОН) 3

Это вызывает ржавчину.

Методы защиты от коррозии

Защитные покрытия

Защитные покрытия защищают металлическую поверхность от контакта с окислителями.

    Катодное покрытие – покрытие с менее активным металлом (металл защищает только неповрежденное покрытие). Покрытие красками, лаками, смазками. Формирование твердого оксидного слоя на поверхности некоторых металлов химическим методом (анодирование алюминия, кипячение железа в фосфорной кислоте).

Создание сплавов, стойких к коррозии

Физические свойства сплавов могут значительно отличаться от свойств чистых металлов. Добавление некоторых металлов может улучшить коррозионную стойкость сплава. Например, нержавеющая сталь, новые сплавы с высокой коррозионной стойкостью.

Читайте также:  Белый матовый натяжной потолок (31 фото): потолочные покрытия в спальне и других комнатах в доме

Изменение состава среды

Коррозия замедляется, когда ингибиторы коррозии добавляются в среду, окружающую металлическую конструкцию. Ингибиторы коррозии – это вещества, подавляющие коррозионные процессы.

Электрохимические методы защиты

Жертвенная защита: когда пластины более активного металла, протектора, прикрепляются к металлической конструкции. Протектор ухудшит протектор, а металлическая конструкция – нет.

Защита металла от коррозии

Металлы использовались человеком с доисторических времен, и изделия из них широко распространены в нашей жизни. Самый распространенный металл – это железо и его сплавы. К сожалению, они подвержены коррозии или ржавчине – повреждению из-за окисления. Своевременная защита от коррозии увеличивает долговечность металлических изделий и конструкций.

Виды коррозии

Ученые давно борются с коррозией и выделили несколько основных ее типов:

    Атмосфера. Окисление происходит в результате контакта с кислородом воздуха и содержащимся в нем водяным паром. Наличие в воздухе загрязняющих веществ в виде химически активных веществ ускоряет коррозию. Жидкость. Происходит в водной среде, соли, содержащиеся в воде, особенно в морской воде, многократно ускоряют окисление. Почва. К этому типу относятся изделия и конструкции, расположенные в земле. Химический состав почвы, грунтовые воды и токи утечки создают особую среду для развития химических процессов.

Способы защиты от коррозии выбираются в зависимости от среды, в которой будет использоваться продукт.

Характерные типы поражения ржавчиной

Мы выделяем следующие виды коррозионных повреждений.

    Поверхность покрывается сплошным слоем ржавчины или отдельными частями. На детали появились небольшие участки ржавчины, пронизывающие толщину детали. Появляются глубокие трещины. Один из элементов сплава окислен. Глубокое проникновение по всему объему. Связанный.

Виды коррозионных повреждений

Причины образования также делятся на:

    Химическая. Химические реакции с активными веществами. Электрохимический. При контакте с растворами электролитов создается электрический ток, под действием которого происходит обмен электронами в металлах, разрушается кристаллическая структура и образуется ржавчина.

Коррозия металла и способы защиты от нее

Ученые и инженеры разработали множество способов защиты металлических конструкций от коррозии.

Защита от коррозии промышленных и строительных конструкций, различных видов транспорта осуществляется промышленными методами.

Часто они бывают довольно сложными и дорогостоящими. Для защиты металлических изделий в домашних условиях используются домашние методы, которые более доступны по цене и не требуют сложной техники.

Промышленные

Промышленные методы защиты металлических изделий делятся на несколько направлений:

    Пассивация. При выплавке стали в ее состав добавляют такие легирующие добавки, как Cr, Mo, Nb и Ni. Они способствуют образованию прочного и химически стойкого оксидного слоя на поверхности детали, предотвращая доступ газов и агрессивных жидкостей к железу. Защитное металлическое покрытие. На поверхность детали наносится тонкий слой другого металлического элемента – Zn, Al, Co и др. Этот слой защищает железо от ржавчины. Электрозащита. Рядом с защищаемой частью находятся пластины из другого металлического элемента или сплава, т. н. аноды. Токи электролита проходят через эти пластины, а не через деталь. Таким образом защищаются подводные части морских транспортных средств и нефтяных вышек. Ингибиторы. Специальные вещества, замедляющие или полностью останавливающие химические реакции. Защитные лакокрасочные покрытия. Термическая обработка.
Читайте также:  12 лучших патчей - рейтинг 2020

Порошковое покрытие для защиты от коррозии

Способы защиты от коррозии, применяемые в промышленности, разнообразны. Выбор конкретного метода защиты от коррозии зависит от условий эксплуатации защищаемой конструкции.

Бытовые

Отечественные методы защиты металлов от коррозии обычно ограничиваются нанесением защитных покрытий. Их можно сформулировать по-разному, в том числе:

    силиконовые смолы; полимеры; ингибиторы; мелкие металлические опилки.

Отдельную группу составляют средства для удаления ржавчины – составы, которые используются на конструкциях, уже подвергшихся коррозии. Они восстанавливают железо из оксидов и предотвращают повторную коррозию. Конвертеры делятся на следующие типы:

    Спящие. Они наносятся на очищенную поверхность и отличаются высокой адгезией. Они содержат ингибирующие вещества и сохраняют финишную краску. Стабилизаторы. Преобразует оксиды железа в другие вещества. Преобразователи оксидов железа в соли. Масла и смолы, которые окружают и нейтрализуют частицы ржавчины.

Выбирая грунтовку и краску, лучше приобретать их от одного производителя. Это позволяет избежать проблемы совместимости лакокрасочных материалов.

Защитные краски по металлу

По температуре эксплуатации краски можно разделить на две большие группы:

    однотонный, используется при температуре до 80 ° С; устойчив к высоким температурам.

По типу вяжущего краски делятся на:

    алкидный; акрил; эпоксидная смола.

Лакокрасочные покрытия по металлу обладают следующими преимуществами:

    качественная защита поверхности от коррозии; простота использования; быстрое высыхание; много разных цветов; долгий срок службы.

Кованые эмали очень популярны, так как они не только защищают металл, но и создают эстетичный вид. Краска для серебрения широко распространена и в металлообработке. Он содержит алюминиевую пудру. Металл защищен тонким слоем оксида алюминия.

Смеси эпоксидных смол этих двух компонентов создают чрезвычайно прочное покрытие и используются для компонентов, которые подвергаются высоким нагрузкам.

Защита металла в бытовых условиях

Чтобы надежно защитить металлические изделия от коррозии, необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

    очистить поверхность от ржавчины и старой краски металлической щеткой или наждачной бумагой; Обезжирить поверхность; Немедленно нанесите слой грунтовки; После высыхания грунтовки нанесите два слоя базовой краски.

При работе используйте средства индивидуальной защиты:

    перчатки; респиратор; защитные очки или щиток для лица.
Читайте также:  Санитарные души для унитаза - виды моделей, достоинства и недостатки

Методы защиты металлов от коррозии постоянно совершенствуются учеными и инженерами.

Методы противостояния коррозионным процессам

Основные методы противодействия коррозии:

    Повышение способности материалов противостоять окислению за счет изменения их химического состава; изоляция защищаемой поверхности от контакта с активной средой; снижение активности среды, окружающей продукт; электрохимический.

Первые две группы методов используются при изготовлении конструкций, вторая – в процессе эксплуатации.

Методы повышения сопротивляемости

В сплав добавляются элементы для повышения его коррозионной стойкости. Такие стали называют нержавеющими. Они не требуют дополнительных покрытий и отличаются эстетичным внешним видом. Никель, хром, медь, марганец и кобальт используются в качестве добавок в определенных пропорциях.

Нержавеющая сталь AISI 304

Устойчивость к коррозии также повысит их состав за счет удаления компонентов, ускоряющих коррозию, таких как кислород и сера – из стальных сплавов и железо – из магния и алюминия.

Снижение агрессивности внешней среды и электрохимическая защита

Чтобы подавить процессы окисления, во внешнюю среду добавляют специальные составы – ингибиторы. Они замедляют химические реакции в десятки и сотни раз.

Электрохимические методы сводятся к изменению электрохимического потенциала материала протекающим электрическим током. В результате процессы коррозии сильно замедляются или даже полностью прекращаются.

Пленочная защита

Защитный слой предотвращает доступ молекул активного вещества к металлическим частицам и, таким образом, предотвращает явления коррозии.

Пленки изготавливаются из краски, пластика и смолы. Краски и лаки недорогие и их легко наносить. Им покрывают изделия в несколько слоев. Под краску наносится слой грунтовки, улучшающий сцепление с основанием и позволяющий сэкономить на более дорогой краске. Срок службы таких покрытий от 5 до 10 лет. Иногда в качестве грунтовки используют смесь фосфатов марганца и железа.

Защитные покрытия также выполняются из тонких слоев других металлов: цинка, хрома и никеля. Они оцинкованы.

Металлическое покрытие, имеющее более высокий электрохимический потенциал, чем основной материал, называется анодным покрытием. Даже при частичном разрушении он по-прежнему защищает основной материал, отражая активные окислители. Покрытия с более низким потенциалом называются катодными покрытиями. Если такое покрытие повреждено, оно ускоряет коррозию за счет электрохимических процессов.

Металлические покрытия также можно наносить методом плазменного напыления.

Применяется также совместная прокатка листов, нагретых до температуры пластичности металла основы и корпуса. Под давлением молекулы элементов диффундируют в сети друг друга и образуют биметаллический материал. Этот метод называется облицовкой.

Оцените статью
Добавить комментарий