Коррозия металлов и способы защиты от коррозии

Если коррозионному разрушению подвержена хоть одна деталь, то из строяможет выйти целая машина, коррозия снижает точность показаний приборов и стабильность их работы, выводит из строя электрические приборы. Поэтому способы защиты металлов от коррозии являются очень важными и имеют огромное значение.Хотьи совсемизбежать коррозии невозможно, но можно значительно уменьшить ее с помощью некоторых способов.Выделяют четыре основных принципа защиты металловот коррозии:-электрохимические методы защиты (протекторная защита, электрозащита);-изоляция металла от коррозионной среды;-изменение свойств коррозионной среды;-изготовление детали из коррозионностойкого материала.2.1. Электрохимические методы защиты металловот коррозииЭлектрохимическая защита является способом противокоррозионной защиты металлических материалов, который основывается на уменьшениискорости их коррозии благодаря смещению потенциала до определенных значений, соответствующих очень малым скоростям растворения. Сущность метода заключается в снижении скорости электрохимической коррозии металла при поляризации электрода от источника постоянного тока или при контакте с добавочным электродом, который является анодом по отношению к корродирующей системе.Электрохимическую защиту подразделяют на катодную и анодную, в зависимости от изменения направления смещения потенциала данного металла. Электрохимическую защиту необходимо применять, если потенциал свободной коррозииконструкционного материала располагается в области активного растворения или перепассивации, еслиматериал растворяется очень быстро.Уменьшение скорости растворения металла при катодной защите происходит из-за того, что потенциал смещается в зону значений, отрицательнее потенциала свободной коррозии.Применение катодной защиты рекомендуется тогда, когда металл не способен к пассивации или у него имеется протяженная зона активного растворения, малую пассивную зону, большие показатели критического тока и потенциала пассивации. Осуществление катодной защиты можно с помощью разных методов: уменьшением скорости катодной реакции (например, деаэрацией растворов, в которых протекает коррозионный процесс); поляризацией от внешнего источника тока; созданием контакта с иным веществом, которое имеет в рассматриваемых условиях наименьший потенциал свободной коррозии (протекторная защита).Катодная защитасвязана с рискамиусловнойперезащиты. В данном случае очень сильное смещение потенциала защищаемой конструкции в отрицательнуюсторону может привести к резкому возрастанию скорости выхода водорода. Результатом такого явления будет водородное охрупчивание или коррозионное растрескивание металлов и нарушение защитных покрытий.При анодной защите потенциал защищаемогоэлемента смещают в область, положительнее потенциала свободной коррозии. В таком случае металл переходит из активногов пассивное состояние. Анодную защиту рекомендовано использовать при эксплуатации оборудования в хорошо электропроводных средах и изготовленного из легко пассивирующихся материалов – углеродистых, низколегированных нержавеющих сталей, титана, высоколегированных сплавов на основе железа. Анодная защита имеет свои преимущества в тех случаях, когда используется оборудование, изготовленное из разнообразных пассивирующихсяметаллов, особенно нержавеющих сталей разного состава, сварных соединений.2.2. Изоляция металла от коррозионной среды.Устойчивостиметалла к коррозии можно добиться с помощью создания защитной пленки на его поверхности. Используютследующиеразновидности таких пленок:− металлическую поверхность окрашивают раствором пигмента (красящего вещества) в олифе (частично окисленном в растительном масле). Олифа в малом слое практически мгновенно окисляется кислородом воздуха и образует плотную защитную пленку;− на поверхность металла наносят раствор высокомолекулярных соединений в низкокипящем растворителе. После испарения растворителя на поверхности металла остается полимерная пленка, преграждающая возможность доступа окислителей к металлу;− металлические детали обрабатывают неокисляющимися маслами, которымиобширно смачивают металл при высокой температуре в жидком виде, а в момент застывания на поверхности образуетсяслой, который изолирует металл от внешних факторов. Чтобы более надежно защитить металл в смазки вводятся ингибиторы (замедлители коррозионных процессов);− на поверхности металла используют неметаллические покрытия из неорганических соединений. Самыми известными являютсяспособы оксидирования (воронения), при которых на поверхности металлов происходит образование слоя оксидов, например, FeO, Fe2O3, Fe3O4, Al2O3. Через эти оксидыпроникновение кислорода воздуха практически невозможно. Осуществляют нанесение такого вида покрытия термическим, химическим и электрохимическим методами;− коррозирующий металл покрывается слоем другим металлом, почти не коррозирующем в однотипных условиях (Zn, Cd и др.) Такие покрытия являются анодными, если их изготовили из металла с более отрицательным потенциалом, и катодными, если они состоятиз металла с более положительным потенциалом.Широкоприменяются для защиты от коррозии лакокрасочные материалы, которые представляют собой многокомпонентные, жидкие смеси, высыхающие после нанесения на поверхность, образуя прочно сцепленную пленку. Лакокрасочные материалы состоят изсинтетических и природных смолы, растворители и разбавители, пластификаторы и пигменты.2.3. Изменение свойств коррозионной средыИзменение свойств внешней среды можно осуществить двумя способами – удалить агрессивный компонент из среды или ввести ингибиторы.Значительно снизить скорость коррозии можно, удалив влагу (пары воды) из внешних условий, а это возможно осуществить при изоляции деталей от окружающей среды с помощью упаковки в полимерный материал и введения в определенный объем веществ, которые способны и будут поглощать влагу, обычно именно для этого используютсиликагель.Замедлители (ингибиторы) коррозии – это вещества, которые могут при малом добавлении к коррозионной среде существенно снизить коррозию металла или сплава. Обычно используютопределенные замедлители коррозии, добавляя которые к раствору электролита, существенно изменяют потенциал металлав этом растворе и приближают его к потенциалу неактивных металлов.Действие ингибиторов объясняется изменением состояния поверхности металла в связи с адсорбцией ингибитора или образования с катионами металла малорастворимых веществ. Защитные слои, которые создаются ингибиторами намного тоньше, чем наносимые покрытия. Ингибиторы действуют двумя способами: уменьшают площадь активной поверхности либо изменяют энергию активации коррозионного процесса.2.4.Изготовление детали из коррозионно-стойкого материала.В качестве коррозионно-стойких конструкционных металлов используют легированные стали и сплавы. Сталь – это сплав железа и углерода с содержанием углерода не более 2,14 %; в сталях для конструкций содержание углерода от 0,05 до 0,6 %. Легированные стали включают в себя разнообразные элементы, придающие сталям разные специальные свойства. Этими элементами являются хром, никель, кремний, марганец, титан, молибден, ниобий и др.Стали становятся более устойчивыми к коррозии при введении в их состав хрома, алюминия, кремния. Данные элементы способны образовывать сплошную крепкую оксидную пленку и увеличивают электродный потенциал. В большей степени применяется легирование хромом.При введении легирующих элементов (хрома, никеля, марганец, кремния) сталидобавляется не только коррозионная стойкость, но также и жаропрочность, жаростойкость, хладостойкость. [3]Список использованной литературы.1)Семёнова, И. В. Коррозия и защита от коррозии / И. В. Семёнова, А. В. Хорошилов, Г. М. Флорианович. – М. :Физматлит,2006 – 376 с.2) Жук, Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. Металлургия / Н.П.Жук. – М., 1976 – 473 с.3) Перелыгин Ю.П. Коррозия и защита металлов от коррозии: учеб.пособие для студентов технических специальностей / Ю. П. Перелыгин, И. С. Лось, С.Ю. Киреев.- 2-е изд., доп.- Пенза: Изд-во ПГУ, 2015.-88с.