طرق حماية المعادن من التآكل. طرق حماية المعادن من التآكل

التآكل في اللاتينية يعني "التآكل" ، وهذا يفسر بسهولة جوهر هذا المفهوم. من وجهة نظر علمية ، التآكل هو عملية تدمير تلقائي للمعادن بسبب التفاعلات الكيميائية والفيزيائية الكيميائية مع البيئة.

سبب بدء هذه العملية هو عدم الاستقرار الديناميكي الحراري لمعدن معين عند تعرضه لمواد ملامسة له.

الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي إمكانية استخدام أي منظفات رطبة صناعية.

الحماية الكاثودية للمعدن ضد التآكل

يمكن أن تعزى الحماية الكاثودية للمعدن ضد التآكل إلى إحدى الطرق النشطة الرئيسية. يتمثل جوهر هذه الطريقة في ما يلي: يتم توفير تيار كهربائي سالب الشحنة للمنتج ، مما يؤدي إلى استقطاب أجزاء العناصر (المتأثرة بالتآكل) ، وبالتالي تقريبها منها. يتم توصيل القطب الموجب للمصدر الحالي بالقطب الموجب ، مما يقلل من تآكل الهيكل إلى الصفر تقريبًا. بمرور الوقت ، ينهار الأنود ، لذلك يجب تغييره بانتظام.

يمكن تقسيم الحماية الكاثودية إلى عدة خيارات:

• الاستقطاب من مصدر خارجي للتيار الكهربائي ؛
• ملامسة معدن له إمكانات كهربائية أكثر سلبية للتآكل الحر في بيئة معينة ؛
• انخفاض في معدل الحماية الكاثودية.

يستخدم الاستقطاب من مصدر خارجي للتيار الكهربائي في كثير من الأحيان لحماية تلك الهياكل الموجودة في الماء أو في التربة. أفضل استخدام للنوع المعروض من الحماية من التآكل للقصدير والزنك والألمنيوم والنحاس والتيتانيوم والرصاص والصلب (الكروم العالي والكربون والسبائك).

تعمل محطات الحماية الكاثودية ، التي تتكون من مقوم ، وأقطاب كهربائية أرضية من الأنود ، وإمداد تيار للهيكل المحمي ، وإلكترود مرجعي ، وكابل أنود ، كمصدر تيار خارجي هنا.

يمكن استخدام الحماية الكاثودية من التآكل بشكل مستقل وفي شكل إضافي. وتجدر الإشارة إلى أن طريقة الحماية الكاثودية لها عيوب أيضًا. وتشمل هذه مخاطر الحماية المفرطة ، أي أنه كان هناك تحول كبير في إمكانات الجسم المحمي في الاتجاه السلبي ، مما يؤدي إلى تدمير الطلاء الواقي ، والتشقق الناتج عن التآكل وتقصف الهيدروجين للمعدن.

حماية وقائية للمعدن ضد التآكل

الحماية الوقائية ضد التآكل هي نوع من الحماية الكاثودية. عند استخدام هذا النوع من الحماية ، يتم ربط المعدن الذي يحتوي على إمكانات كهربائية سلبية أكثر بالهيكل أو المعدن. في سياق هذا ، لا تتم ملاحظة عملية التدمير للهيكل نفسه ، ولكن من المداس. بعد فترة معينة ، يتآكل الواقي ويحتاج إلى استبداله بآخر جديد.

غالبًا ما يتم استخدام حماية المداس في الحالات التي توجد فيها مقاومة عابرة صغيرة بين الواقي والبيئة.

تختلف الحماة عن بعضها البعض من حيث نصف قطر العمل الوقائي. يتم تحديدها من خلال أقصى مسافة ممكنة يمكن عندها إزالة الواقي ، بشرط الحفاظ على التأثير الوقائي.

يستخدم هذا النوع من الحماية في أغلب الأحيان في الحالات التي يكون فيها من المستحيل أو الصعب (المكلف) تزويد الهيكل المعدني بالتيار. يمكن استخدام الواقيات لحماية الهياكل في البيئات المحايدة ، مثل مياه البحر ومياه الأنهار والهواء والتربة وما شابه.

واقيات مصنوعة من المعادن التالية: الزنك والألمنيوم والمغنيسيوم والحديد. أما بالنسبة للمعادن النقية ، فهي غير قادرة على الوفاء الكامل بوظائف الحماية المسندة إليها ، وبالتالي تتطلب صناعة سبائك إضافية في صناعة الواقيات.

يتم وصف الطرق العملية ، بالإضافة إلى قائمة بالأدوات والمنتجات المناسبة للاستخدام عند تنظيف حمام الأكريليك.

من كل ما سبق ، يمكننا أن نستنتج أن العلم الحديث لتآكل المعادن ، وكذلك مكافحة تآكل المعادن ، قد حقق نجاحًا كبيرًا. حتى الآن ، يتم إدخال كميات جديدة ومتزايدة من المنتجات المعدنية في إنتاج العديد من البلدان ، ونتيجة لذلك ، تتزايد الخسائر كل عام على شكل ملايين الأطنان من المعادن المتآكلة وخسائر ضخمة في الأموال التي تم إنفاقها على القتال تآكل. كل هذا يشير إلى أن البحث العلمي في هذا المجال وثيق الصلة ومهم للغاية.

نشأت مشكلة حماية المعادن من التآكل تقريبًا في بداية استخدامها. حاول الناس حماية المعادن من التأثير الجوي بمساعدة الشحوم والزيوت والطلاء لاحقًا بالمعادن الأخرى ، وقبل كل شيء ، القصدير المنخفض الانصهار. في كتابات المؤرخ اليوناني القديم هيرودوت (القرن الخامس قبل الميلاد) ، هناك بالفعل ذكر لاستخدام القصدير لحماية الحديد من التآكل.

كانت مهمة الكيميائيين ولا تزال لتوضيح جوهر ظاهرة التآكل ، لتطوير تدابير تمنع أو تبطئ مسارها. يتم تآكل المعادن وفقًا لقوانين الطبيعة وبالتالي لا يمكن القضاء عليه تمامًا ، ولكن يمكن فقط إبطائه.

اعتمادًا على طبيعة التآكل وظروف حدوثه ، يتم استخدام طرق مختلفة للحماية. يتم تحديد اختيار طريقة أو أخرى من خلال فعاليتها في هذه الحالة بالذات ، وكذلك الجدوى الاقتصادية.

صناعة السبائك

هناك طريقة لتقليل تآكل المعادن ، والتي لا يمكن أن تُعزى بشكل صارم إلى الحماية. هذه الطريقة هي الحصول على السبائك ، وهو ما يسمى صناعة السبائك. في الوقت الحاضر ، تم إنشاء عدد كبير من الفولاذ المقاوم للصدأ عن طريق إضافة النيكل والكروم والكوبالت وما إلى ذلك إلى الحديد. في الواقع ، مثل هذا الفولاذ لا يصدأ ، ولكن يحدث تآكل سطحه ، وإن كان بمعدل منخفض. اتضح أنه عند استخدام مضافات صناعة السبائك ، تتغير مقاومة التآكل بشكل مفاجئ. تم وضع قاعدة تسمى قاعدة Tammann ، والتي بموجبها يتم ملاحظة زيادة حادة في مقاومة التآكل للحديد مع إدخال مادة مضافة للسبائك بمقدار 1/8 جزء ذري ، أي ذرة واحدة من مضافة السبائك يقع على ثماني ذرات حديد. يُعتقد أنه مع هذه النسبة من الذرات ، يحدث ترتيبها المرتب في الشبكة البلورية للمحلول الصلب ، مما يعيق التآكل.

أفلام واقية

من أكثر الطرق شيوعًا لحماية المعادن من التآكل وضع أغشية واقية على سطحها: الورنيش والطلاء والمينا والمعادن الأخرى. الطلاء الطلاء هو الأكثر سهولة لمجموعة واسعة من الناس. تتميز الورنيش والدهانات بنفاذية منخفضة للغاز والبخار وخصائص مقاومة للماء ، لذا فهي تمنع الوصول إلى السطح المعدني للماء والأكسجين والمكونات العدوانية الموجودة في الغلاف الجوي. إن طلاء السطح المعدني بطبقة طلاء لا يستبعد التآكل ، ولكنه يعمل فقط كحاجز له ، مما يعني أنه يؤدي فقط إلى إبطاء عملية التآكل. هذا هو السبب في أهمية جودة الطلاء - سماكة الطبقة ، المسامية ، التوحيد ، النفاذية ، القدرة على الانتفاخ في الماء ، قوة الالتصاق (الالتصاق). تعتمد جودة الطلاء على دقة تحضير السطح وطريقة تطبيق الطبقة الواقية. يجب إزالة القشور والصدأ من سطح المعدن المطلي. وإلا فإنها ستمنع التصاق جيد للطلاء بالسطح المعدني. غالبًا ما ترتبط جودة الطلاء الرديئة بزيادة المسامية. غالبًا ما يحدث أثناء تكوين طبقة واقية نتيجة تبخر المذيبات وإزالة منتجات المعالجة والتحلل (أثناء تقادم الغشاء). لذلك ، يوصى عادةً بتطبيق طبقة سميكة واحدة ، ولكن عدة طبقات رقيقة من الطلاء. في كثير من الحالات ، تؤدي زيادة سمك الطلاء إلى إضعاف التصاق الطبقة الواقية بالمعدن. تسبب تجاويف الهواء والفقاعات ضررًا كبيرًا. يتم تشكيلها عندما تكون جودة عملية الطلاء منخفضة.

لتقليل قابلية الماء للبلل ، تكون طبقات الطلاء أحيانًا محمية بمركبات الشمع أو مركبات السيليكون العضوي. تعتبر الورنيش والدهانات أكثر فاعلية في الحماية من تآكل الغلاف الجوي. في معظم الحالات ، تكون غير مناسبة لحماية الهياكل والهياكل تحت الأرض ، حيث يصعب منع الضرر الميكانيكي للطبقات الواقية عند ملامستها للأرض. تظهر التجربة أن عمر خدمة الطلاء في ظل هذه الظروف قصير. اتضح أنه من العملي أكثر استخدام الطلاءات السميكة من قطران الفحم (البيتومين).

في بعض الحالات ، تلعب أصباغ الطلاء أيضًا دور مثبطات التآكل (ستتم مناقشة المثبطات لاحقًا). تشتمل هذه الأصباغ على كرومات السترونشيوم والرصاص والزنك (SrCrO4 و PbCrO4 و ZnCrO4).

البرايمر والفوسفات

غالبًا ما يتم تطبيق الاشعال تحت طبقة الطلاء. يجب أن تحتوي الأصباغ الموجودة في تركيبتها أيضًا على خصائص مثبطة. عندما يمر الماء عبر طبقة التمهيدي ، فإنه يذوب بعض الصباغ ويصبح أقل تآكلًا. من بين الأصباغ الموصى بها للتربة ، يعتبر الرصاص الأحمر Pb3O4 الأكثر فاعلية.

بدلاً من الطلاء التمهيدي ، يتم أحيانًا تنفيذ طلاء الفوسفات للسطح المعدني. للقيام بذلك ، يتم تطبيق محاليل الحديد (III) أو المنغنيز (II) أو الزنك (II) التي تحتوي على حمض الفوسفوريك H3PO4 نفسه على سطح نظيف باستخدام فرشاة أو بخاخ. في ظل ظروف المصنع ، تتم عملية الفوسفات عند درجة حرارة 99-970 درجة مئوية لمدة 30-90 دقيقة. يساهم ذوبان المعدن في خليط الفوسفات والأكاسيد المتبقية على سطحه في تكوين طلاء الفوسفات.

تم تطوير العديد من المستحضرات المختلفة لفوسفات سطح منتجات الصلب. يتكون معظمها من خليط من المنغنيز وفوسفات الحديد. ربما يكون المستحضر الأكثر شيوعًا هو Majef ، وهو خليط من ثنائي هيدرو فوسفات المنغنيز Mn (H2PO4) 2 والحديد Fe (H2PO4) 2 وحمض الفوسفوريك الحر. يتكون اسم الدواء من الأحرف الأولى لمكونات الخليط. في المظهر ، ماجيف عبارة عن مسحوق بلوري ناعم من اللون الأبيض بنسبة تتراوح بين المنغنيز والحديد من 10: 1 إلى 15: 1. يتكون من 46-52٪ P2O5 ؛ لا تقل عن 14٪ مليون ؛ 0.3-3٪ حديد. عند الفوسفات مع المازيف ، يوضع منتج الصلب في المحلول ، ويتم تسخينه إلى حوالي مائة درجة. في المحلول ، يذوب الحديد من السطح مع إطلاق الهيدروجين ، وتتشكل طبقة واقية كثيفة ومتينة وقابلة للذوبان في الماء من المنغنيز الأسود الرمادي وفوسفات الحديد على السطح. عندما يصل سمك الطبقة إلى قيمة معينة ، يتوقف المزيد من انحلال الحديد. تحمي طبقة من الفوسفات سطح المنتج من الترسيب الجوي ، ولكنها ليست فعالة جدًا ضد المحاليل الملحية وحتى المحاليل الحمضية الضعيفة. وبالتالي ، لا يمكن أن يكون فيلم الفوسفات بمثابة طبقة أولية للتطبيق المتتالي للطلاءات الواقية والزخرفية العضوية - الورنيش والدهانات والراتنجات. تستغرق عملية الفوسفات 40-60 دقيقة. لتسريع ذلك ، يتم إدخال 50-70 جم / لتر من نترات الزنك في المحلول. في هذه الحالة ، يتم تقليل الوقت بمقدار 10-12 مرة.

الحماية الكهروكيميائية

في ظل ظروف الإنتاج ، تُستخدم أيضًا طريقة كهروكيميائية - معالجة المنتجات بالتيار المتردد في محلول فوسفات الزنك بكثافة حالية تبلغ 4 أ / دسم 2 وبجهد 20 فولت وعند درجة حرارة 60-700 درجة مئوية. عبارة عن شبكة من الفوسفات المعدني مرتبطة بإحكام بالسطح. في حد ذاتها ، لا توفر طلاءات الفوسفات حماية موثوقة من التآكل. يتم استخدامها بشكل أساسي كقاعدة للرسم ، مما يوفر التصاق جيد للطلاء بالمعدن. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل طبقة الفوسفات على تقليل أضرار التآكل الناتجة عن الخدوش أو العيوب الأخرى.

طلاءات سيليكات

لحماية المعادن من التآكل ، يتم استخدام المينا الزجاجية والخزفية ، والتي يجب أن يكون معامل التمدد الحراري لها قريبًا من معامل التمدد الحراري للمعادن المطلية. تتم عملية الصقل عن طريق وضع معلق مائي على سطح المنتجات أو عن طريق المسحوق الجاف. أولاً ، يتم تطبيق طبقة أولية على السطح النظيف ويتم إطلاقها في الفرن. بعد ذلك ، يتم تطبيق طبقة من المينا غلافية ويتكرر إطلاق النار. المينا الزجاجية الأكثر شيوعًا هي الشفافة أو المروية. مكوناتها هي SiO2 (الكتلة الأساسية) ، B2O3 ، Na2O ، PbO. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إدخال المواد المساعدة: مؤكسدات الشوائب العضوية ، والأكاسيد التي تعزز التصاق المينا بالسطح المراد صقله ، وكواتم الصوت ، والأصباغ. يتم الحصول على مادة المينا عن طريق صهر المكونات الأولية وطحنها إلى مسحوق وإضافة 6-10٪ طين. يتم تطبيق طلاء المينا بشكل أساسي على الفولاذ ، ولكن أيضًا على الحديد الزهر والنحاس والنحاس الأصفر والألمنيوم.

تتميز المينا بخصائص وقائية عالية ، والتي ترجع إلى عدم نفاذية الماء والهواء (الغازات) حتى مع الاتصال لفترة طويلة. جودتها المهمة هي المقاومة العالية في درجات الحرارة المرتفعة. تشمل العيوب الرئيسية لطلاء المينا الحساسية للصدمات الميكانيكية والحرارية. مع الاستخدام المطول ، قد تظهر شبكة من الشقوق على سطح طلاء المينا ، والتي توفر الرطوبة والهواء للوصول إلى المعدن ، مما يؤدي إلى بدء التآكل.

لعشرات مئات السنين ، أقامت البشرية مجموعة كبيرة ومتنوعة من التكنولوجيا حول نفسها. لكن العصر الذي تعلم فيه الناس كيفية تعدين المعادن ومعالجتها كان بمثابة بداية لمثل هذا التطور الواسع. بفضل خصائصه ، أصبح من الممكن الوصول إلى ارتفاعات كبيرة في التكنولوجيا ، لبناء مركبات يمكن أن تنقل شخصًا إلى الجانب الآخر من العالم ، أسلحة للدفاع عن نفسها. لكن التكنولوجيا وصلت الآن إلى هذا المستوى الذي تخلقه بعض الآليات الأخرى.

على الرغم من حقيقة أن المعدن هو مركز كل (أو كل) التكنولوجيا تقريبًا ، إلا أنه ليس المادة المثالية. مع مرور الوقت وتأثير البيئة عليه ، يصبح عرضة للصدأ. تسبب هذه الظاهرة مزيدًا من الضرر لهذه المواد ، ونتيجة لذلك ، تؤدي إلى تفاقم تشغيل المعدات ، مما قد يؤدي غالبًا إلى وقوع حادث أو كارثة. تشرح هذه المقالة كل شيء عن الفولاذ الصدأ ، وكيف تحدث هذه العملية ، وماذا تفعل لتجنبه (أو القضاء عليه).

ما هو الصدأ؟

"الصدأ" - هذا هو اسم أي نوع من تدمير هذه المواد في الحياة اليومية. على وجه التحديد ، هذه هي الاحمرار التي تتشكل على المعدن بعد التفاعل مع الأكسجين. تؤثر الأكسدة سلبًا على هذه المادة فيجعلها هشة وفضفاضة حوافها وتقلل من صلابتها وأدائها.

لذلك ، تستخدم العديد من النباتات تركيبات مختلفة لتقليل الاحتكاك والحماية من التآكل والتأثيرات البيئية السلبية الأخرى. المزيد عن هذا لاحقًا. للانتقال إلى الحماية من مثل هذا التعرض ، افهم برفق كيف يؤثر "التعفن" على الفولاذ ، وكيف يقتل شبكته البلورية.

يمكن أن يتسبب التدمير الطبيعي في مجموعة متنوعة من الأضرار:

• ضرر كامل
• انتهاك كثافة الشبكة البلورية ؛
• ضرر انتقائي
• تحت السطح.

اعتمادًا على طبيعة الضرر ، يمكن اعتماد طرق مختلفة للتعامل مع التآكل. كل ضرر محتمل يضر بطريقته الخاصة ، وهو غير مقبول في مختلف مجالات التكنولوجيا والإنتاج. في قطاع الطاقة ، هذا التدمير غير مقبول بشكل عام (يمكن أن يؤدي ذلك إلى تسرب الغاز ، وانتشار الإشعاع ، وما إلى ذلك).

مقطع فيديو عن ماهية الصدأ وكيف تحمي نفسك منه:

التعرض للصدأ

من أجل التحديد الفعال للآليات لمواجهة تدمير الهيكل المعدني ، من الضروري فهم كيفية عمل الصدأ نفسه. يمكن أن يكون من نوعين: كيميائي وكهروكيميائي.

الأول - مادة كيميائية - يمكن أن يعزى إلى عملية كيفية تدمير وجه العينة ببساطة تحت تأثير البيئة (الغازات في أغلب الأحيان). يستغرق مثل هذا الصدأ على المعدن وقتًا طويلاً للتكوين وعادة ما يكون من السهل جدًا تجنبه. يجب تنظيف الجزء واستخدام الطلاءات المضادة للتآكل (الدهانات والورنيشات وما إلى ذلك).

بالإضافة إلى ذلك ، تحدث عملية تدهور الحديد هذه في البيئات الرطبة والرطبة ، وكذلك عند ملامستها للمواد العضوية ، مثل الزيت ، على سبيل المثال. الحالة الأخيرة مهمة بشكل خاص ، لأن الصدأ على منصات النفط غير مقبول.

يعتبر التآكل الكهروكيميائي نادر الحدوث ويحدث في الإلكتروليتات. في هذه الحالة فقط ، ليست البيئة هي المهمة ، ولكن التيار الذي يتم إنتاجه نتيجة للكهرباء. هو الذي يدمر المعدن وسطحه (في الغالب). لذلك ، يمكن تمييزه بسهولة عن طريق سطح المعدن المتفتت.

لحماية المعدن من الصدأ ، عليك أن تأخذ في الاعتبار كل هذه الميزات.

كيف تصنع الحماية الصحيحة؟

تآكل المعادن وطرق الحماية ترتبط ارتباطًا وثيقًا. لذلك ، يمكن تقسيم جميع عمليات الحماية إلى مجموعتين فقط: تحسين المعدن أثناء الإنتاج ، وتطبيق الحماية أثناء التشغيل. الأول يتضمن تغييرات في التركيب الكيميائي ، مما سيجعل الجزء أكثر مقاومة للتأثيرات البيئية. لا تحتاج هذه المعدات أو العناصر إلى حماية إضافية.

تشتمل المجموعة الثانية من الحماية على طلاءات وعزل مختلفة لعملية العمل. هناك عدة طرق لتجنب التدمير: تجنب البيئة التي تثيره ، أو إضافة شيء يساعد في التخلص من انتشار الأضرار المعدنية بغض النظر عن البيئة أو البيئة. في المنزل ، يكون الخيار الثاني فقط ممكنًا ، نظرًا لأن الشخص الذي ليس لديه معدات خاصة وفرن وأشياء أخرى لا يمكنه ببساطة التأثير على منتج منتهي بالفعل.

كيف تستعد لصدأ

أثناء إنشاء المنتجات المعدنية ، هناك طريقتان لإزالة التآكل أو تقليل حدوثه. للقيام بذلك ، يتم إضافة المواد (الزنك والنحاس وما إلى ذلك) المقاومة للغازات والمهيجات السلبية الأخرى إلى الهيكل. يمكنك أيضًا في كثير من الأحيان العثور على التأثير المعاكس.

كما ذكرنا سابقًا ، هناك نوع من التآكل انتقائي. إنه يدمر بعض العناصر في متجر العناصر. كما تعلم ، يتكون المعدن من ذرات مختلفة تشكل عناصر ، كل منها عرضة للتأثيرات السلبية بدرجات مختلفة. على سبيل المثال ، في الحديد هو كبريت. من أجل أن يعمل جزء من هذه المادة لأطول فترة ممكنة ، تتم إزالة الكبريت من تركيبته الكيميائية ، والتي يبدأ منها الفصل الانتقائي للهيكل. في المنزل ، مثل هذه الطريقة الموثوقة غير ممكنة.

قد تكون هناك حماية أخرى ضد التآكل في الإنتاج. أثناء الإنتاج ، يتم تطبيق طلاءات خاصة تحمي السطح من التلف الخارجي من تفاعل كيميائي. يمكن أن تكون المواد الإنشائية المستخدمة في هذه الحالة قيد الإنتاج فقط ، حيث يكاد يكون من المستحيل شرائها في المجال العام. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يتم تنفيذ هذا التطبيق على خطوط تلقائية ، مما يزيد من موثوقية وسرعة طلاء المادة.

ولكن بغض النظر عن كيفية تحسين المعدن ، ستظل هذه المادة تخضع للضغط السلبي من الرطوبة والهواء والغازات المختلفة وستتدهور أثناء التشغيل. لذلك ، هناك حاجة إلى الحماية ضد التآكل ، والتي لن تؤثر عليها فحسب ، بل ستحميها أيضًا من العالم الخارجي.

يلعب الأكسجين دورًا مهمًا في انتشار الصدأ. إن حماية المعادن من التآكل هي أيضًا تباطؤ وليس فقط منعًا لانتشار هذه الظاهرة السلبية. للقيام بذلك ، يتم إدخال جزيئات خاصة في بنية البيئة - مثبطات - والتي ، تخترق سطح المعدن ، توفر نوعًا من الدرع لها.

غالبًا ما يتم استخدام الفيلم المضاد للتآكل ، والذي يمكن تطبيقه بطرق مختلفة. لكنه أسهل (وأكثر موثوقية) عندما يتم رشه. لهذا الغرض ، يتم استخدام مواد بوليمرية ودهانات ومينا وما شابه ذلك. كما أنها تغلف الجزء وتحد من وصول البيئة المدمرة إليه. يمكن أن تكون مكافحة تآكل المعادن شديدة التنوع ، على الرغم من التشابه في العملية. هذه العملية الكيميائية حتمية ، وتنجح دائمًا تقريبًا. هذا هو السبب وراء بذل الكثير من الجهد لمنع التآكل. يمكن الجمع بين طرق الحماية في ضوء ذلك.

هذه هي الطرق الرئيسية للحماية. تحظى بشعبية كبيرة بسبب بساطتها وموثوقيتها وراحتها. وهي تشمل أيضًا الطلاء بالورنيش والمينا ، ولكن هذا أقل قليلاً.

لذلك ، على سبيل المثال ، قبل تطبيق الطلاء أو المينا ، يقوم العمال بتشحيم المنتج باستخدام مادة أولية بحيث "يستقر" الطلاء على السطح بشكل أفضل ، ولا يتبقى أي رطوبة بينه وبين المنتج (الذي يمتصه الطلاء التمهيدي). هذه الطرق لحماية المعادن من التآكل لا تتم دائمًا في الإنتاج. الأدوات المنزلية كافية للقيام بهذه العمليات بنفسك.

الحماية من التآكل في بعض الأحيان غير عادية للغاية. على سبيل المثال ، عندما يكون أحد المعادن محميًا بآخر. غالبًا ما يتم اللجوء إلى هذه التقنية عندما لا يمكن تغيير السبيكة الكيميائية. سطحه مغطى بمادة أخرى مليئة بالعناصر المقاومة للتآكل. تساعد هذه الطبقة المضادة للتآكل المزعومة في الحفاظ على سطح المادة الأكثر حساسية آمنًا للغاية. على سبيل المثال ، قد يكون الطلاء من الكروم.

ويشمل ذلك أيضًا الحماية الوقائية للمعادن من التآكل. في هذه الحالة ، يتم طلاء السطح المراد حمايته بمعدن له توصيل كهربائي منخفض (وهو أحد الأسباب الرئيسية للتآكل). ولكن هذا ينطبق عندما يتم تقليل الاتصال بالبيئة. لذلك ، يتم استخدام هذه الحماية للمعادن من الصدأ والعمليات الكيميائية الخطرة الأخرى جنبًا إلى جنب ، على سبيل المثال ، مع المثبطات.

يتم استخدام طرق الحماية هذه لتجنب التأثيرات الميكانيكية. من الصعب تحديد كيفية حماية المعدن بشكل موثوق. كل طريقة يمكن أن تعطي نتائجها الإيجابية.

كيف تحصل على تغطية جيدة؟

ليس من مسؤولية الشركات المصنعة دائمًا حماية المعدن من التآكل. غالبًا ما تحتاج إلى الاهتمام بمثل هذا المنتج بنفسك ، ومن ثم يكون الطلاء هو أفضل مخطط لتحسين متانة الجزء.

بادئ ذي بدء ، يجب أن يكون نظيفًا تمامًا. "القذرة" تشمل:

• بقايا الزيت
• أكاسيد

القضاء عليها بشكل صحيح وكامل. على سبيل المثال ، تحتاج إلى تناول سائل خاص يعتمد على الكحول أو البنزين حتى لا يؤدي الماء إلى إتلاف الهيكل بشكل إضافي. بالإضافة إلى ذلك ، قد تبقى الرطوبة على السطح ، والطلاء المطبق فوقه ببساطة لن يؤدي وظائفه.

في بيئة مغلقة (بين السطح والطلاء) ، يتطور تآكل الحديد بشكل أكثر نشاطًا ، لذا فإن حماية المعدن من التآكل ستضره بدلاً من مساعدته. لذلك ، من المهم تجنب الرطوبة أيضًا. بعد إزالة الأوساخ ، يجب تجفيفها.

بعد ذلك ، يمكنك تطبيق الطلاء المطلوب. لكنها لا تزال أفضل طريقة للحماية من الصدأ في المنزل. على الرغم من وجود طرق مختلفة لحماية المعادن من التآكل ، يجب أن تتذكر دائمًا أن استخدامها بشكل غير صحيح يمكن أن يؤدي إلى مشاكل. لذلك ، ليست هناك حاجة للتوصل إلى شيء غير عادي ، فمن الأفضل استخدام طرق مجربة وموثوقة بالفعل لحماية المعادن من التآكل.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن سطح الوحدة يمكن معالجته بعدة طرق:

• المواد الكيميائية
• الكهروكيميائية
• ميكانيكي

هذا الأخير هو أبسط طريقة لكيفية وقف التآكل. العنصران الأولان من القائمة هما عمليتان أكثر تعقيدًا (من الناحية الفنية) ، حيث تصبح الحماية من التآكل أكثر موثوقية. بعد كل شيء ، فإنها تقلل من المعدن ، مما يجعله أكثر ملاءمة لتطبيق طبقة واقية عليه. يجب ألا يمر أكثر من 6-7 ساعات قبل الطلاء ، حيث أنه خلال هذه الفترة ، سيؤدي التلامس مع الوسيط إلى "استعادة" النتيجة السابقة التي كانت قبل المعالجة.

يجب تنفيذ الحماية من التآكل - في الغالب - في المصنع وأثناء الإنتاج. لكن لا يتعين عليك الاعتماد عليها وحدها. لن يؤذي عامل مضاد للتآكل محلي الصنع أيضًا.

هل من الممكن التخلص نهائيا من التآكل؟

على الرغم من بساطة الإجابة ، يجب أن تكون مفصلة. لا يمكن فصل تآكل المعادن وحمايتها من التآكل عن بعضها البعض ، لأنها تعتمد على التركيب الكيميائي لكل من المنتج نفسه والجو المحيط به. لا عجب أن طرق مكافحة التآكل تستند بدقة إلى هذه المؤشرات. إما أنها تزيل الجسيمات "الضعيفة" من الشبكة البلورية (أو تضيف شوائب أكثر موثوقية إليها) ، أو أنها تساعد على "إخفاء" سطح المنتج من الغازات والتأثيرات الخارجية.

الحماية من التآكل ليست صعبة. وهو يقوم على الكيمياء البسيطة ، وقوانين الفيزياء ، والتي تشير أيضًا إلى أنه من المستحيل تجنب أي عمليات في تفاعل العناصر. تقلل الحماية المضادة للتآكل من احتمالية حدوث مثل هذه النتيجة ، وتزيد من متانة المعدن ، لكنها لا تزال لا تحفظه تمامًا. مهما كان الأمر ، فإنه لا يزال بحاجة إلى التحديث والتحسين والجمع ، ويجب استخدام طرق إضافية لحماية المعادن من التآكل.

من الممكن التحدث عن كيفية منع التآكل ، ولكن لا يستحق الأمر أن نجتهد للتأكد من أن الحديد لا يخضع له على الإطلاق. يفسح الطلاء أيضًا نفسه للقوة التدميرية للعالم المحيط ، وإذا لم يتم رصد ذلك ، ستصل الغازات والرطوبة إلى السطح المحمي المخفي تحته. يعد تآكل المعادن وحمايتها أمرًا ضروريًا (سواء في الإنتاج أو أثناء التشغيل) ، ولكن يجب أيضًا معالجته بحكمة.

التآكل يسبب خسائر فادحة. نتيجة لذلك ، تفقد المنتجات المعدنية خصائصها الفنية القيمة. لذلك ، تعتبر إجراءات التحكم في التآكل مهمة جدًا.

إنها متنوعة للغاية وتتضمن الطرق التالية:

1. طلاءات الأسطح الواقية للمعادن. هم المعدنية وغير المعدنية. وتنقسم الطلاءات المعدنية بدورها إلى: تم الحصول عليها عن طريق الغمر في الذوبان ؛ الكسوة المعدنية؛ انتشار وترسب متساوي الحرارة. الطلاءات غير المعدنية هي: سيليكات (مطلي بالمينا) ؛ فوسفات؛ السيراميك والبوليمر: دهان ومسحوق.

4. إزالة الأكسجين من الماء.

5. إنشاء سبائك ذات خصائص مضادة للتآكل.

يعمل الطلاء الكهربائي على عزل المعدن عن البيئة الخارجية. يتم تطبيقها كهربائيا ، واختيار تركيبة المنحل بالكهرباء ، وكثافة التيار ودرجة الحرارة المتوسطة. تجعل هذه الطريقة من الممكن الحصول على طبقات رفيعة جدًا من المعادن (الزنك والنيكل والكروم والرصاص والقصدير والنحاس والكادميوم ، إلخ) وهي اقتصادية. إن طلاء منتجات الحديد بهذه المعادن وغيرها ، بالإضافة إلى الحماية ، يمنحها مظهرًا جميلًا.

يعد التنظيف الشامل للمنتج المطلي من التلوث أحد الشروط المهمة للحصول على طلاء عالي الجودة. تشمل الملوثات: الدهون والزيوت والأكاسيد. تتم معالجة السطح المراد طلاؤه بثلاث طرق: ميكانيكية (طحن ورمل وتفجير بالرصاص) وكيميائية وكهروكيميائية (إزالة الشحوم والحفر والتلميع الكهروكيميائي). تخزين المنتجات المحضرة قبل الطلاء بما لا يزيد عن 4 - 6 ساعات.

على سبيل المثال ، حديد التسقيف محمي من التآكل بالزنك. على الرغم من أن الزنك معدن أكثر نشاطًا من الحديد ، إلا أنه مغطى من الخارج بطبقة أكسيد واقية. عندما يتضرر ، يحدث زوج من الحديد والزنك الجلفاني. الكاثود (الموجب) هو الحديد ، والأنود (السالب) هو الزنك. تنتقل الإلكترونات من الزنك إلى الحديد ، ويذوب الزنك ، لكن الحديد يظل محميًا حتى يتم تدمير طبقة الزنك تمامًا.

على سبيل المثال ، يتم تطبيق طلاء الزنك والقصدير بطريقة غمر الأجزاء في المصهور. الطبقة الواقية (د = 10-50 ميكرومتر) لها التصاق منتشر بالركيزة. تتمثل عيوب الطريقة في صعوبة تحقيق سماكة طلاء موحدة ، فضلاً عن الاستهلاك العالي للمعادن ، والتي ، على سبيل المثال ، عند استخدام الزنك لطبقة بسماكة 25 ميكرومتر ، تصل إلى 600 جم / م 2.

تعتمد طريقة الانتشار للحماية على تغيير في التركيب الكيميائي والطور للطبقة السطحية للمعدن عند دخول العناصر المناسبة فيه ، مما يوفر مقاومة للتآكل. يتم الحفاظ على الفولاذ من التآكل الجوي عن طريق الجلفنة ، ويستخدم الألمنيوم للحماية من الأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة. تستخدم طلاءات السيليكون (السليكون) لحماية المعادن المقاومة للحرارة ، والتثقيب - لزيادة مقاومة التآكل والقوة.

تستخدم الكسوة المعدنية لتصنيع الصفائح ثنائية المعدن مثل الصلب والنيكل والفولاذ والتيتانيوم والصلب والنحاس والصلب والألمنيوم. يتم تنفيذه بواسطة طرق تشوه البلاستيك الساخن المشترك ، القوس الكهربائي والسطوح الخبثية الكهربائية ، اللحام بالانفجار.

يتم الحصول على الطلاءات المرشوشة بالطرق الحرارية والبلازما والتفجير والفراغ. في هذه الحالة ، يتم رش المعدن في الطور السائل على شكل قطرات وترسب على السطح المراد طلاؤه. الطريقة بسيطة ، فهي تسمح بالحصول على طبقات من أي سمك مع التصاق جيد بالمعدن الأساسي. في طريقة التفريغ ، يتم تسخين مادة الطلاء إلى حالة بخار ، ويتكثف تيار البخار على سطح المنتج.

تسمح لك طرق الرش بحماية الهياكل الجاهزة. ومع ذلك ، فإن استهلاك المعدن في هذه الحالة مهم للغاية ، ويتضح أن الطلاء مسامي ، ويلزم إحكام الإغلاق الإضافي براتنجات لدن بالحرارة أو مواد بوليمرية أخرى لتوفير الحماية ضد التآكل. عند استعادة أجزاء الماكينة البالية ، تكون المسامية ذات قيمة كبيرة ، حيث تعمل كناقل لمواد التشحيم.

المينا الزجاجية عبارة عن زجاج مطبق في طبقة رقيقة على سطح الأجسام المعدنية من أجل الحماية من التآكل ، ومنحها لونًا معينًا وتحسين مظهرها ، وإنشاء سطح عاكس ، وما إلى ذلك.

يشمل إنتاج المنتجات المطلية بالمينا العمليات التالية: تخليق عالي الحرارة - ذوبان زجاج المينا (فريتس) ؛ تحضير المساحيق والمعلقات منها ؛ تحضير الأسطح للمنتجات المعدنية والمينا الخاصة - وضع تعليق على السطح المعدني وتجفيف وصهر الزجاج المسحوق في طلاء.

عادة ما يتم تغطية منتجات الصلب بالمينا المطحونة مرتين أو ثلاث مرات. يبلغ متوسط ​​السماكة الكلية للطلاء الناتج 1.5 مم. بعد تجفيف التربة الناتجة عند درجة حرارة 90-100 درجة مئوية ، يتم حرق الجزء عند 850 - 950 درجة مئوية. من أجل زيادة متانة طلاء المينا لأنابيب الصلب في هندسة الطاقة الحرارية ، يتم تطبيقها فوق طبقة من الألومنيوم المرشوشة.

يعتمد فوسفات منتجات الصلب على تكوين فوسفات الحديد والزنك والمنغنيز غير القابل للذوبان في الماء. تتشكل عندما يتم غمر المنتجات في محلول مخفف من حمض الفوسفوريك مع إضافة الفوسفات أحادي الاستبدال من المعادن المذكورة أعلاه. تلتصق طبقة الفوسفات الناتجة جيدًا بالقاعدة المعدنية. هذه الطلاءات مسامية ، لذا فهي تحتاج أيضًا إلى الطلاء بالورنيش أو الطلاء. سماكة طبقات الفوسفات من 10 - 20 ميكرون. يجب أن يتم الفوسفات عن طريق الغمس أو الرش.

تستخدم الطلاءات القائمة على أكاسيد بعض العناصر p ، وكذلك السيليسية ، والألومينوسيليكات ، والمغنيسيا ، والكربورندوم وغيرها ، كحماية للسيراميك. تم تطوير مواد جديدة تسمى cermets. هذه عبارة عن مخاليط من السيراميك والمعدن أو مجموعات من المعادن مع السيراميك ، على سبيل المثال ، Al - Al2O3 (SAP) ، V - Al - Al2O3 (قضيب الوقود). وجدوا التطبيق في بناء المفاعل. بالمقارنة مع السيراميك البسيط ، تتمتع الخزفيات بالقوة والليونة الأكبر ، ولديها مقاومة عالية جدًا للصدمات الميكانيكية والحرارية.

يتم تطبيق الطلاء بالورنيش: عن طريق الرش بالهواء والضغط العالي وفي مجال كهربائي ؛ الطلاء الكهربائي ، التدفق ، الغمس ، البكرات ، الفرش ، إلخ. يمكن إجراء التجفيف الاصطناعي للدهانات بالهواء الساخن ، في الغرف ، والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.

يتم تطبيق طبقات مساحيق البوليمر عن طريق لهب الغاز والدوامة والرش الكهروستاتيكي. عند درجة حرارة 650-700 درجة مئوية ، يلين مسحوق البوليمر ، وعند الاصطدام بسطح الجزء المجهز وتسخينه إلى درجة حرارة ضغط البوليمر ، يلتصق به ، مكونًا طلاءًا مستمرًا. يتم استخدام البولي إيثيلين والبولي فينيل كلوريد والبلاستيدات الفلورية والنايلون والمواد البوليمرية الأخرى بنجاح للرش.

للحماية الكاثودية للصلب في التربة والمحاليل المائية المحايدة ، يكون الحد الأدنى للإمكانات 770-780 مللي فولت. يوفر عزل غشاء متزامن لسطح المنتج من ملامسته للبيئة المسببة للتآكل.

تستخدم حماية الأنود فقط للمعدات المصنوعة من السبائك المعرضة للتخميل في حل العملية هذا. يستمر تآكل هذه السبائك في حالة خاملة بشكل أبطأ بكثير. يتم استخدام مصدر تيار مباشر مع منظم تلقائي لإمكانية الاستقطاب الأنودي للمعدن المحمي.

اعتمادًا على عدوانية الوسط ، يتم استخدام الكاثودات المصنوعة من الحديد الزهر السيليكوني والموليبدينوم وسبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ لحماية الأنود. هذه هي الطريقة التي يتم بها حماية المبادلات الحرارية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والتي تعمل في 70-90٪ حمض الكبريتيك عند درجة حرارة 100-120 درجة مئوية.

مثبطات التآكل هي مواد تعمل على إبطاء معدل تدمير المنتجات المعدنية. حتى بكميات صغيرة ، فإنها تقلل بشكل كبير من معدل كلتا آليتي التآكل. يتم إدخالها في بيئة عمل عدوانية أو تطبيقها على أجزاء. يتم امتصاصها على سطح المعدن ، وتتفاعل معها مع تكوين أغشية واقية ، وبالتالي تمنع حدوث عمليات مدمرة. تساعد بعض مضادات الأكسدة في إزالة الأكسجين (أو عامل مؤكسد آخر) من منطقة العمل ، مما يقلل أيضًا من معدل التآكل.

تعمل العديد من المركبات غير العضوية والعضوية والمخاليط المختلفة القائمة عليها كمثبطات. تستخدم على نطاق واسع في التنظيف الكيميائي للغلايات البخارية من الحجم ، وإزالة الترسبات عن طريق الغسيل الحمضي ، وكذلك في تخزين ونقل الأحماض القوية غير العضوية في حاويات الصلب وغيرها. على سبيل المثال ، لغسيل حمض الهيدروكلوريك لمعدات الطاقة الحرارية ، يتم استخدام مثبطات العلامات التجارية I-1-A و I-1-B و I-2-B (خليط من قواعد بيريدين أعلى).

يتكون إنشاء السبائك ذات الخصائص المضادة للتآكل من خلائط الفولاذ مع المعادن مثل الكروم. في هذه الحالة ، يتم الحصول على الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم المقاوم للتآكل. تعزيز خصائص مقاومة التآكل للفولاذ بإضافة النيكل والكوبالت والنحاس. تسعى صناعة السبائك إلى تحقيق مقاومة عالية للتآكل في بيئة العمل وتوفير مجموعة معينة من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية. إن صناعة سبائك من الفولاذ مع معادن يسهل تخميلها مثل الألومنيوم والكروم والنيكل والتيتانيوم والتنغستن والموليبدينوم يعطي الأول ميلًا إلى التخميل في حالة تكوين المحاليل الصلبة.

لمكافحة المحكمة الجنائية الدولية للفولاذ الأوستنيتي ، يتم استخدام ما يلي:

أ) تقليل محتوى الكربون ، مما يلغي تكوين كربيدات الكروم ؛

ب) إدخال المعادن المكونة للكربيد (التيتانيوم والنيوبيوم) أقوى من الكروم في الفولاذ ، مما يربط الكربون بكربيداته ويقضي على استنفاد حدود الحبوب في الكروم ؛

ج) تصلب الفولاذ من 1050 - 1100 درجة مئوية ، مما يضمن نقل الكروم والكربون إلى محلول صلب يعتمد عليهما ؛

د) التلدين ، الذي يثري المناطق الحدودية للحبوب بالكروم الحر إلى مستوى مقاومة التآكل المطلوبة.

أسئلة للعمل المستقل. أساسيات نظرية التآكل ، وأنواع تآكل المعادن ، ومكافحة وحماية المعدات الكهربائية من التآكل ، والأضرار الإشعاعية للمعادن والسبائك ، ومكافحة أضرار الإشعاع ؛ إصلاح الضرر الإشعاعي. اللحام واللحام في هندسة الطاقة. الأساليب والجوهر والمزايا والعيوب. الأدب: علم المواد. (تحت التحرير العام لـ B.N. Arzamasov و GG Mukhin) الطبعة الثالثة. مراجعة وتوسيع. م: دار النشر MSTU im. N.E. بومان ، 2002.

نشأت مشكلة حماية المعادن من التآكل تقريبًا في بداية استخدامها. حاول الناس حماية المعادن من التأثير الجوي بمساعدة الشحوم والزيوت ، ولاحقًا بالطلاء بمعادن أخرى ، وقبل كل شيء ، بقصدير منخفض الذوبان (الصفيح). في كتابات المؤرخ اليوناني القديم هيرودوت (القرن الخامس قبل الميلاد) ، هناك بالفعل ذكر لاستخدام القصدير لحماية الحديد من التآكل. كانت مهمة الكيميائيين ولا تزال لتوضيح جوهر ظاهرة التآكل ، لتطوير تدابير تمنع أو تبطئ مسارها. يتم تآكل المعادن وفقًا لقوانين الطبيعة وبالتالي لا يمكن القضاء عليه تمامًا ، ولكن يمكن فقط إبطائه. هناك طريقة لتقليل تآكل المعادن ، والتي لا يمكن أن تُعزى بشكل صارم إلى الحماية - هذه هي صناعة السبائك المعدنية ، أي استلام السبائك. على سبيل المثال ، تم إنشاء عدد كبير من الفولاذ المقاوم للصدأ الآن عن طريق إضافة النيكل والكروم والكوبالت وما إلى ذلك إلى الحديد. في الواقع ، مثل هذا الفولاذ لا يصدأ ، ولكن تآكل سطحه ، وإن كان بمعدل منخفض ، يحدث بالفعل. اتضح أنه مع إضافة إضافات صناعة السبائك ، تتغير مقاومة التآكل بشكل مفاجئ. تم وضع قاعدة يتم بموجبها ملاحظة زيادة حادة في مقاومة تآكل الحديد عند إدخال مادة مضافة لصناعة السبائك بمقدار 1/8 جزء ذري ، أي ذرة شائبة واحدة لكل ثماني ذرات حديد. يُعتقد أنه مع هذه النسبة من الذرات ، يحدث ترتيبها المرتب في الشبكة البلورية للمحلول الصلب ، مما يعيق التآكل. من أكثر الطرق شيوعًا لحماية المعادن من التآكل وضع أغشية واقية على سطحها: الورنيش والطلاء والمينا والمعادن الأخرى. الطلاء الطلاء هو الأكثر سهولة لمجموعة واسعة من الناس. تتميز الورنيش والدهانات بنفاذية منخفضة للغاز والبخار وخصائص مقاومة للماء وبالتالي تمنع الوصول إلى السطح المعدني للماء والأكسجين والمكونات العدوانية الموجودة في الغلاف الجوي. إن طلاء سطح المعدن بطبقة طلاء لا يستبعد التآكل ، ولكنه يعمل فقط كحاجز له ، مما يعني أنه يبطئ التآكل فقط. لذلك ، فإن جودة الطلاء مهمة - سماكة الطبقة ، الاستمرارية (المسامية) ، التوحيد ، النفاذية ، القدرة على الانتفاخ في الماء ، قوة الالتصاق (الالتصاق). تعتمد جودة الطلاء على دقة تحضير السطح وطريقة تطبيق الطبقة الواقية. يجب إزالة القشور والصدأ من سطح المعدن المطلي. وإلا فإنها ستمنع التصاق جيد للطلاء بالسطح المعدني. غالبًا ما ترتبط جودة الطلاء الرديئة بزيادة المسامية. غالبًا ما يحدث أثناء تكوين طبقة واقية نتيجة تبخر المذيبات وإزالة منتجات المعالجة والتحلل (أثناء تقادم الغشاء). لذلك ، يوصى عادةً بتطبيق طبقة سميكة واحدة ، ولكن عدة طبقات رقيقة من الطلاء. في كثير من الحالات ، تؤدي زيادة سمك الطلاء إلى إضعاف التصاق الطبقة الواقية بالمعدن. تسبب تجاويف الهواء والفقاعات ضررًا كبيرًا. تتشكل عندما تكون جودة عملية الطلاء رديئة.لتقليل قابلية الماء للبلل ، يتم أحيانًا حماية طلاء الدهان بدوره بمركبات الشمع أو مركبات السيليكون العضوي. تعتبر الورنيش والدهانات أكثر فاعلية في الحماية من تآكل الغلاف الجوي. في معظم الحالات ، تكون غير مناسبة لحماية الهياكل والهياكل تحت الأرض ، حيث يصعب منع الضرر الميكانيكي للطبقات الواقية عند ملامستها للأرض. تظهر التجربة أن عمر خدمة الطلاء في ظل هذه الظروف قصير. اتضح أنه من العملي أكثر استخدام الطلاءات السميكة من قطران الفحم (البيتومين).

في بعض الحالات ، تعمل أصباغ الطلاء أيضًا كمثبطات للتآكل. تشتمل هذه الأصباغ على كرومات السترونشيوم والرصاص والزنك (SrCrO 4 ، PbCrO 4 ، ZnCrO 4).

غالبًا ما يتم تطبيق طبقة من الطلاء التمهيدي تحت طبقة الطلاء. يجب أن تحتوي الأصباغ الموجودة في تركيبتها أيضًا على خصائص مثبطة. عندما يمر الماء عبر طبقة التمهيدي ، فإنه يذوب بعض الصباغ ويصبح أقل تآكلًا. من بين الأصباغ الموصى بها للتربة ، يعتبر الرصاص الأحمر Pb3O4 الأكثر فاعلية.

بدلاً من الطلاء التمهيدي ، يتم أحيانًا تنفيذ طلاء الفوسفات للسطح المعدني. للقيام بذلك ، يتم تطبيق محاليل الحديد (III) أو المنغنيز (II) أو الزنك (II) الفوسفاتية المحتوية على حمض الفوسفوريك H3PO4 نفسه على سطح نظيف بفرشاة أو مسدس رش. في بلدنا ، لهذا الغرض ، محلول 3٪ من خليط من الأملاح الحمضية Fe (H 2 PO 4) 3 و Mn (H 2 PO 4) 2 مع إضافة KNO 3 أو Cu (NO 3) 2 كمسرعات يستخدم. في ظل ظروف المصنع ، تتم عملية الفوسفات عند 97… 99 درجة مئوية لمدة 30… 90 دقيقة. يساهم ذوبان المعدن في خليط الفوسفات والأكاسيد المتبقية على سطحه في تكوين طلاء الفوسفات.

تم تطوير العديد من المستحضرات المختلفة لفوسفات سطح منتجات الصلب. يتكون معظمها من خليط من المنغنيز وفوسفات الحديد. ولعل أكثر الأدوية شيوعًا هو "المزيف" - خليط من ثنائي هيدرو فوسفات المنغنيز Mn (H 2 PO 4) 2 ، الحديد Fe (H 2 PO 4) 2 وحمض الفوسفوريك الحر. يتكون اسم الدواء من الأحرف الأولى لمكونات الخليط. في المظهر ، ماجيف عبارة عن مسحوق بلوري ناعم من اللون الأبيض بنسبة تتراوح بين المنغنيز والحديد من 10: 1 إلى 15: 1. يتكون من 46… 52٪ P2O5 ؛ لا تقل عن 14٪ مليون ؛ 0.3 ... 3.0٪ حديد. عند الفوسفات مع المازيف ، يوضع منتج من الصلب في المحلول ، ويسخن إلى ما يقرب من 100 درجة مئوية. في المحلول ، يذوب الحديد من السطح مع إطلاق الهيدروجين ، وطبقة رمادية كثيفة ومتينة وقابلة للذوبان في الماء. - يتكون المنغنيز الأسود وفوسفات الحديد على السطح. عندما يصل سمك الطبقة إلى قيمة معينة ، يتوقف المزيد من انحلال الحديد. تحمي طبقة من الفوسفات سطح المنتج من الترسيب الجوي ، ولكنها ليست فعالة جدًا ضد المحاليل الملحية وحتى المحاليل الحمضية الضعيفة. وبالتالي ، لا يمكن أن يكون فيلم الفوسفات بمثابة طبقة أولية للتطبيق اللاحق للطلاءات الواقية والزخرفية العضوية - الورنيش والدهانات والراتنجات. تستغرق عملية الفوسفات 40… 60 دقيقة. لتسريع عملية الفوسفات ، يتم إدخال 50 ... 70 جم / لتر من نترات الزنك في المحلول. في هذه الحالة ، يتم تقليل وقت الفوسفات بمقدار 10 ... 12 مرة.

في ظل ظروف الإنتاج ، يتم أيضًا استخدام طريقة كهروكيميائية - معالجة المنتجات ذات التيار المتردد في محلول فوسفات الزنك بكثافة حالية تبلغ 4 أ / دسم 2 وبجهد 20 فولت وعند درجة حرارة 60 ... في حد ذاتها ، لا توفر طلاءات الفوسفات حماية موثوقة من التآكل. يتم استخدامها بشكل أساسي كقاعدة للرسم ، مما يوفر التصاق جيد للطلاء بالمعدن. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل طبقة الفوسفات على تقليل أضرار التآكل الناتجة عن الخدوش أو العيوب الأخرى.

لحماية المعادن من التآكل ، يتم استخدام المينا الزجاجية والخزفية - طلاء السيليكات ، يجب أن يكون معامل التمدد الحراري لها قريبًا من معامل التمدد الحراري للمعادن المطلية. تتم عملية الصقل عن طريق وضع معلق مائي على سطح المنتجات أو عن طريق المسحوق الجاف. أولاً ، يتم تطبيق طبقة أولية على السطح النظيف ويتم إطلاقها في الفرن. بعد ذلك ، يتم تطبيق طبقة من المينا غلافية ويتكرر إطلاق النار. المينا الزجاجية الأكثر شيوعًا هي الشفافة أو الصامتة. مكوناتها هي SiO 2 (الكتلة الأساسية) ، B 2 O 3 ، Na 2 O ، PbO. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إدخال المواد المساعدة: مؤكسدات الشوائب العضوية ، والأكاسيد التي تعزز التصاق المينا بالسطح المراد صقله ، وكواتم الصوت ، والأصباغ. يتم الحصول على مادة المينا عن طريق دمج المكونات الأولية ، والطحن إلى مسحوق وإضافة 6 ... 10٪ طين. يتم تطبيق طلاء المينا بشكل أساسي على الفولاذ ، ولكن أيضًا على الحديد الزهر والنحاس والنحاس الأصفر والألمنيوم.

تتميز المينا بخصائص وقائية عالية ، والتي ترجع إلى عدم نفاذية الماء والهواء (الغازات) حتى مع الاتصال لفترة طويلة. جودتها المهمة هي المقاومة العالية في درجات الحرارة المرتفعة. تشمل العيوب الرئيسية لطلاء المينا الحساسية للصدمات الميكانيكية والحرارية. مع الاستخدام المطول ، قد تظهر شبكة من التشققات على سطح طلاء المينا ، مما يوفر الوصول إلى الرطوبة والهواء للمعدن ، مما يؤدي إلى بدء التآكل.

تستخدم الطلاءات الأسمنتية لحماية أنابيب المياه المصنوعة من الحديد الزهر والفولاذ من التآكل. نظرًا لأن معاملات التمدد الحراري للأسمنت البورتلاندي والصلب متقاربة ، وتكلفة الأسمنت منخفضة ، فإنه يستخدم على نطاق واسع لهذه الأغراض. عيب طلاء الأسمنت البورتلاندي هو نفسه طلاء المينا - حساسية عالية للصدمات الميكانيكية.

من الطرق الشائعة لحماية المعادن من التآكل طلاءها بطبقة من المعادن الأخرى. تتآكل معادن الطلاء نفسها بمعدل منخفض ، حيث يتم تغطيتها بغشاء أكسيد كثيف. يتم تطبيق طبقة الطلاء بطرق مختلفة: الغمر قصير المدى في حوض من المعدن المنصهر (الطلاء الساخن) ، الترسيب الكهربائي من المحاليل المائية (الطلاء الجلفاني) ، الرش (المعدنة) ، المعالجة بالمساحيق عند درجات حرارة مرتفعة في أسطوانة خاصة ( طلاء الانتشار) ، باستخدام تفاعل الطور الغازي ، على سبيل المثال 3CrCl 2 + 2Fe -> 2FeCl 3 + 3Cr (في سبيكة مع Fe).

هناك طرق أخرى لتطبيق الطلاء المعدني ، على سبيل المثال ، نوع من طريقة الانتشار لحماية المعادن هو غمر المنتجات في ذوبان كلوريد الكالسيوم CaCl 2 ، حيث يتم إذابة المعادن المطبقة.

في الإنتاج ، يتم استخدام الترسيب الكيميائي للطلاء المعدني على المنتجات على نطاق واسع. عملية الطلاء المعدني الكيميائي هي عملية تحفيزية أو ذاتية التحفيز ، وسطح المنتج هو المحفز. يحتوي المحلول المستخدم للطلاء على مركب المعدن المترسب وعامل الاختزال. نظرًا لأن المحفز هو سطح المنتج ، فإن إطلاق المعدن يحدث على وجه التحديد ، وليس في حجم المحلول. في عمليات التحفيز الذاتي ، يكون المحفز عبارة عن معدن مترسب على السطح. في الوقت الحاضر ، تم تطوير طرق للطلاء الكيميائي للمنتجات المعدنية بالنيكل والكوبالت والحديد والبلاديوم والبلاتين والنحاس والذهب والفضة والروديوم والروثينيوم وبعض السبائك القائمة على هذه المعادن. تستخدم هيبوفوسفيت وبوروهيدريد الصوديوم والفورمالديهايد والهيدرازين كعوامل اختزال. بطبيعة الحال ، لا يمكن للطلاء الكيميائي بالنيكل أن يطبق طبقة واقية على أي معدن. في أغلب الأحيان ، تخضع لها منتجات النحاس.

تنقسم الطلاءات المعدنية إلى مجموعتين: مقاومة للتآكل ووقائية. على سبيل المثال ، بالنسبة لطلاء السبائك القائمة على الحديد ، تشمل المجموعة الأولى النيكل والفضة والنحاس والرصاص والكروم. هم أكثر إيجابية بالنسبة للكهرباء فيما يتعلق بالحديد ؛ في سلسلة الفولتية الكهروكيميائية ، المعادن على يمين الحديد. المجموعة الثانية تشمل الزنك والكادميوم والألمنيوم. فيما يتعلق بالحديد ، فهي أكثر كهرسلبية ؛ في سلسلة من الضغوط تقع على يسار الحديد.

في الحياة اليومية ، غالبًا ما يواجه الشخص طلاءًا من الحديد بالزنك والقصدير. تسمى الصاج المطلي بالزنك بالحديد المجلفن ، ويطلق على الصفيح المطلي بالقصدير. يستخدم الأول بكميات كبيرة على أسطح المنازل ، ويصنع من الثاني علب الصفيح. يتم الحصول على كلاهما بشكل أساسي عن طريق سحب لوح من الحديد من خلال ذوبان المعدن المقابل. لمزيد من المتانة ، غالبًا ما يتم جلفنة أنابيب المياه والتجهيزات المصنوعة من الفولاذ والحديد الزهر الرمادي أيضًا عن طريق الغمس في صهر هذا المعدن. هذا يزيد بشكل كبير من مدة خدمتهم في الماء البارد. ومن المثير للاهتمام ، أنه في الماء الدافئ والساخن ، يمكن أن تكون مدة خدمة الأنابيب المجلفنة أقل حتى من تلك غير المجلفنة.

أظهرت الاختبارات أن الصاج المجلفن بسماكة طلاء 0.03 مم ، أي ما يعادل 0.036 جم / سم 2 عند الطلاء على كلا الجانبين ، تدوم حوالي 8 سنوات على أسطح المنازل. في جو صناعي (في جو المدن الكبرى) ، يخدم أيضًا أربع سنوات فقط. يرجع هذا الانخفاض في عمر الخدمة إلى التعرض لحمض الكبريتيك الموجود في هواء المدن.

تحمي طلاءات الزنك والقصدير (بالإضافة إلى المعادن الأخرى) الحديد من التآكل مع الحفاظ على الاستمرارية. إذا تم كسر طبقة الطلاء (تشققات ، خدوش) ، فإن تآكل المنتج يستمر بشكل مكثف أكثر من بدون طلاء. ويرجع ذلك إلى "عمل" عنصر الحديد الجلفاني - الزنك والحديد - القصدير. تمتلئ الشقوق والخدوش بالرطوبة وتتشكل المحاليل. نظرًا لأن الزنك أكثر كهربيًا من الحديد ، فإن أيوناته ستذهب بشكل تفضيلي إلى المحلول ، وستتدفق الإلكترونات المتبقية إلى الحديد الأكثر حساسية للكهرباء ، مما يجعله الكاثود.

سوف تقترب أيونات الهيدروجين (الماء) من كاثود الحديد وتفريغها ، وتقبل الإلكترونات. تتحد ذرات الهيدروجين الناتجة لتكوين جزيء H2. وبالتالي ، سيتم فصل تدفقات الأيونات وهذا يسهل تدفق العملية الكهروكيميائية. سيتعرض طلاء الزنك للذوبان (التآكل) ، وستتم حماية الحديد في الوقت الحالي. الزنك كهربائيا يحمي الحديد من التآكل. تعتمد الطريقة الوقائية للحماية من التآكل للهياكل المعدنية والأجهزة على هذا المبدأ.

في حالة وجود رطوبة ، أو بالأحرى في وجود إلكتروليت ، ستبدأ الخلية الجلفانية في العمل. سوف يذوب فيه المعدن الأكثر كهرسلبية ، وستتم حماية الهيكل أو الجهاز كاثوديًا. ستعمل الحماية حتى يتم إذابة الأنود ، وهو معدن أكثر كهرسلبية ، تمامًا.

الحماية الكاثودية للمعادن ضد التآكل تشبه إلى حد بعيد حماية المداس. يمكننا القول أن الحماية الكاثودية هي تعديل لحماية الأضاحي. في هذه الحالة ، يتم توصيل هيكل السفينة أو بدنها بالكاثود لمصدر تيار مباشر وبالتالي محمية من الانحلال.

في حالة وجود عيوب على الصفيح المقصدري ، تختلف عملية التآكل بشكل كبير عن عملية الحديد المجلفن. نظرًا لأن القصدير أكثر حساسية للكهرباء من الحديد ، فإن الحديد يخضع للذوبان ، ويصبح القصدير هو الكاثود. نتيجة لذلك ، أثناء التآكل ، يتم الحفاظ على طبقة القصدير ، وتحتها يتآكل الحديد بنشاط.

يُعتقد أن تطبيق القصدير على سطح المعادن (الصفيح) كان بالفعل بارعًا في العصر البرونزي. تم تسهيل ذلك من خلال درجة انصهار القصدير المنخفضة. في الماضي ، كان يتم تعليب الأطباق النحاسية والنحاسية بشكل خاص في كثير من الأحيان: الأحواض ، الغلايات ، الأباريق ، السماور ، إلخ. منتجات التآكل من القصدير غير ضارة للإنسان ، لذلك كانت الأطباق المعلبة تستخدم على نطاق واسع في الحياة اليومية. في القرن الخامس عشر. في العديد من الدول الأوروبية (ألمانيا والنمسا وهولندا وإنجلترا وفرنسا) ، تم استخدام أدوات المائدة المصنوعة من القصدير على نطاق واسع. هناك أدلة على أنه في جبال خام بوهيميا ، بدأ صنع ملاعق وأكواب وأباريق وأطباق من الصفيح في وقت مبكر من القرن الثاني عشر.

لا يزال الحديد المعلب يستخدم بكميات كبيرة لتصنيع أوعية تخزين المواد الغذائية (علب الصفيح). ومع ذلك ، فقد تم استخدام رقائق الألومنيوم بشكل متزايد لهذا الغرض في السنوات الأخيرة. لا ينصح باستخدام أواني الزنك والحديد المجلفن لتخزين الطعام. على الرغم من حقيقة أن الزنك المعدني مغطى بطبقة أكسيد كثيفة ، إلا أنه لا يزال يخضع للذوبان. على الرغم من أن مركبات الزنك سامة نسبيًا ، إلا أنها يمكن أن تكون ضارة بكميات كبيرة.

تشتمل التكنولوجيا الحديثة على أجزاء وهياكل مصنوعة من معادن وسبائك مختلفة. إذا كانوا على اتصال ودخلوا في محلول إلكتروليت (ماء البحر ، محاليل أي أملاح ، أحماض وقلويات) ، يمكن أن تتشكل خلية كلفانية. كلما أصبح المعدن الأكثر كهربيًا هو الأنود ، وكلما زادت حساسية القطب السالب. سيصاحب توليد التيار انحلال (تآكل) المعدن الأكثر كهرسلبية. كلما زاد الاختلاف في الإمكانات الكهروكيميائية للمعادن الملامسة ، زاد معدل التآكل.

يعد استخدام المثبطات أحد الطرق الفعالة لمكافحة تآكل المعادن في بيئات عدوانية مختلفة (الغلاف الجوي ، في مياه البحر ، في سوائل التبريد ومحاليل الملح ، في ظروف الأكسدة ، إلخ). المثبطات هي مواد قادرة على إبطاء أو إيقاف العمليات الكيميائية بكميات صغيرة. تتفاعل المثبطات مع المنتجات الوسيطة للتفاعل أو مع المواقع النشطة التي تحدث فيها التحولات الكيميائية. إنها محددة جدًا لكل مجموعة من التفاعلات الكيميائية. يعد تآكل المعادن أحد أنواع التفاعلات الكيميائية التي تخضع لعمل المثبطات. وفقًا للمفاهيم الحديثة ، يرتبط التأثير الوقائي للمثبطات بامتصاصها على سطح المعادن وتثبيط العمليات الأنودية والكاثودية.

تم العثور على المثبطات الأولى بالصدفة ، عن طريق الخبرة ، وغالبًا ما أصبحت سرًا للعشيرة. من المعروف أن الحرفيين في دمشق استخدموا محاليل حامض الكبريتيك مع إضافة خميرة البيرة والدقيق والنشا لإزالة القشور والصدأ. كانت هذه الشوائب من بين المثبطات الأولى. لم يسمحوا للحمض بالتأثير على معدن السلاح ، ونتيجة لذلك تم إذابة الحجم والصدأ فقط.

تستخدم الموانع ، دون معرفة ذلك ، منذ فترة طويلة في روسيا. لمكافحة الصدأ ، أعد صانعو الأسلحة في الأورال "حساء مخلل" - محاليل حمض الكبريتيك ، التي أضيفت إليها نخالة الدقيق. أحد أبسط مثبطات تآكل المعادن في الغلاف الجوي هو نتريت الصوديوم NaNO2. يتم استخدامه في شكل محاليل مائية مركزة ، وكذلك محاليل سميكة مع الجلسرين أو هيدروكسي إيثيل سلولوز أو كربوكسي ميثيل سلولوز. يستخدم نتريت الصوديوم لحفظ منتجات الحديد الزهر والصلب. لأول تطبيق. 25٪ محاليل مائية ، والثانية - 40٪. بعد المعالجة (عادة عن طريق الغمس في المحاليل) ، يتم تغليف المنتجات بورق البارافين. المحاليل السميكة لها أفضل تأثير. يزيد العمر التخزيني للمنتجات المعالجة بالمحاليل السميكة بمقدار 3 ... 4 مرات مقارنة بالمحاليل المائية.

وفقًا لبيانات عام 1980 ، تجاوز عدد مثبطات التآكل المعروفة للعلم 5000. ويعتقد أن طنًا واحدًا من المانع يوفر حوالي 5000 روبل في الاقتصاد الوطني.

السيطرة على التآكل ذات أهمية اقتصادية وطنية كبيرة. هذه منطقة خصبة للغاية لتطبيق القوة والقدرات.