Korrosioon tähendab ladina keeles "korrosiooni", see seletab kergesti selle kontseptsiooni olemust. Teaduslikust vaatenurgast on korrosioon metallide spontaanse hävimise protsess, mis on tingitud keemilisest ja füüsikalis-keemilisest koostoimest keskkonnaga.
Selle protsessi käivitamise põhjuseks on konkreetse metalli termodünaamilise stabiilsuse puudumine kokkupuutel ainetega, mis sellega kokku puutuvad.
Selle meetodi peamine eelis on võimalus kasutada mis tahes sünteetilisi märgpuhastusvahendeid.
Metalli katoodkaitse korrosiooni eest
Üheks peamiseks aktiivseks meetodiks võib pidada metalli katoodkaitset korrosiooni eest. Selle meetodi olemus on järgmine: tootele suunatakse negatiivse laenguga elektrivool, mis polariseerib elementide (korrosioonist mõjutatud) osi, lähendades neid seeläbi. Vooluallika positiivne poolus on ühendatud anoodiga, mis vähendab konstruktsiooni korrosiooni peaaegu nullini. Aja jooksul anood laguneb, mistõttu tuleb seda regulaarselt vahetada.
Katoodkaitse võib jagada mitmeks võimaluseks:
- polarisatsioon välisest elektrivooluallikast;
- kokkupuude metalliga, millel on konkreetses keskkonnas negatiivsem elektriline vaba korrosioonipotentsiaal;
- katoodkaitse kiiruse vähenemine.
Välisest elektrivooluallikast tulenevat polarisatsiooni kasutatakse üsna sageli vees või pinnases olevate konstruktsioonide kaitsmiseks. Esitatud tüüpi korrosioonikaitse on kõige parem kasutada tina, tsingi, alumiiniumi, vase, titaani, plii ja terase jaoks (kõrge kroomi, süsiniku, sulami sisaldus).
Katoodkaitsejaamad, mis koosnevad alaldist, anoodmaanduselektroodidest, kaitstud konstruktsiooni vooluallikast, võrdluselektroodist ja anoodkaablist, toimivad siin välise vooluallikana.
Katoodkorrosioonikaitset saab kasutada nii iseseisvalt kui ka täiendaval kujul. Tuleb märkida, et katoodkaitsemeetodil on ka puudusi. Nende hulka kuulub ülekaitsmise oht, st kaitstava objekti potentsiaali on toimunud suur nihe negatiivses suunas, mis toob endaga kaasa kaitsekatete hävimise, korrosioonipragude ja metalli vesinikhapruse.
Metalli kaitse korrosiooni eest
Kaitsev korrosioonikaitse on omamoodi katoodkaitse. Seda tüüpi kaitset kasutades kinnitatakse konstruktsiooni või metalli külge metall, millel on negatiivsem elektripotentsiaal. Selle käigus ei jälgita mitte konstruktsiooni enda, vaid turvise hävimise protsessi. Teatud aja möödudes muutub kaitse korrodeeruvaks ja tuleb asendada uuega.
Turvisekaitset kasutatakse kõige sagedamini juhtudel, kui kaitsme ja keskkonna vahel on väike mööduv takistus.
Kaitsmed erinevad üksteisest kaitsva toimeraadiuse poolest. Need määratakse maksimaalse võimaliku vahemaa järgi, mille juures on võimalik kaitset eemaldada, eeldusel, et kaitseefekt säilib.
Seda tüüpi kaitset kasutatakse kõige sagedamini juhtudel, kui metallkonstruktsiooni voolu andmine on võimatu või raske (kallis). Kaitsjaid saab kasutada konstruktsioonide kaitsmiseks neutraalses keskkonnas, nagu merevesi, jõevesi, õhk, pinnas jms.
Kaitsmed on valmistatud järgmistest metallidest: tsink, alumiinium, magneesium, raud. Mis puutub puhastesse metallidesse, siis need ei suuda täielikult täita neile määratud kaitsefunktsioone ja vajavad seetõttu kaitsmete valmistamisel täiendavat legeerimist.
Kirjeldatakse praktilisi meetodeid, samuti akrüülvanni puhastamiseks sobivate tööriistade ja toodete loetelu.
Kõigest eelnevast võime järeldada, et metallide korrosiooni kaasaegsel teadusel ja ka selle vastu võitlemisel on üsna palju edu. Praeguseks tuuakse paljude riikide tootmisse uusi, kasvavaid metalltooteid ning selle tulemusena kasvavad igal aastal kahjud miljonite tonnide roostetanud metalli ja tohutute rahakahjude näol, mis kulutati võitlusele. korrosioon. Kõik see viitab sellele, et selle valdkonna teadusuuringud on äärmiselt asjakohased ja olulised.
Metallide korrosiooni eest kaitsmise probleem tekkis peaaegu nende kasutamise alguses. Inimesed püüdsid metalle atmosfäärimõjude eest kaitsta rasva, õlide ja hilisema katmisega teiste metallide ja eelkõige madala sulamistemperatuuriga tina abil. Vana-Kreeka ajaloolase Herodotose (5. sajand eKr) kirjutistes on juba mainitud tina kasutamist raua kaitsmiseks korrosiooni eest.
Keemikute ülesandeks on olnud ja jääb korrosiooninähtuste olemuse väljaselgitamine, selle kulgu takistavate või aeglustavate meetmete väljatöötamine. Metallide korrosioon toimub vastavalt loodusseadustele ja seetõttu ei saa seda täielikult kõrvaldada, vaid saab ainult pidurdada.
Sõltuvalt korrosiooni olemusest ja selle esinemise tingimustest kasutatakse erinevaid kaitsemeetodeid. Ühe või teise meetodi valiku määrab nii selle tõhusus antud juhul kui ka majanduslik teostatavus.
legeerimine
Metallide korrosiooni vähendamiseks on olemas viis, mida ei saa rangelt kaitsmisele omistada. See meetod on sulamite saamine, mida nimetatakse legeerimiseks. Praeguseks on loodud suur hulk roostevaba terast, lisades rauale niklit, kroomi, koobaltit jne. Tõepoolest, sellised terased ei roosteta, kuid nende pinnakorrosioon toimub, kuigi väikese kiirusega. Selgus, et legeerivate lisandite kasutamisel muutub korrosioonikindlus järsult. Kehtestatud on reegel, mida nimetatakse Tammanni reegliks, mille kohaselt täheldatakse raua korrosioonikindluse järsku suurenemist legeeriva lisandi sisseviimisel 1/8 aatomifraktsiooniga, st legeeriva lisandi ühe aatomiga. langeb kaheksale rauaaatomile. Arvatakse, et sellise aatomite suhte korral tekib tahke lahuse kristallvõres nende korrapärane paigutus, mis takistab korrosiooni.
Kaitsekiled
Üks levinumaid viise metallide korrosiooni eest kaitsmiseks on nende pinnale kaitsekilede pealekandmine: lakk, värv, email ja muud metallid. Värvkatted on kõige kättesaadavamad paljudele inimestele. Lakkidel ja värvidel on madal gaasi- ja auruläbilaskvus, vetthülgavad omadused, mistõttu nad takistavad ligipääsu vee, hapniku ja atmosfääris sisalduvate agressiivsete komponentide metallpinnale. Metallpinna katmine värvikihiga ei välista korrosiooni, vaid toimib sellele vaid barjäärina, mis tähendab, et see ainult aeglustab korrosiooniprotsessi. Seetõttu on oluline katte kvaliteet - kihi paksus, poorsus, ühtlus, läbilaskvus, vees pundumisvõime, nakketugevus (nakkuvus). Pinnakatte kvaliteet sõltub pinna ettevalmistamise põhjalikkusest ja kaitsekihi pealekandmise viisist. Kaetud metalli pinnalt tuleb eemaldada katlakivi ja rooste. Vastasel juhul takistavad need katte head nakkumist metallpinnaga. Katte halb kvaliteet on sageli seotud suurenenud poorsusega. Sageli esineb see kaitsekihi moodustumisel lahusti aurustumisel ning kõvenemis- ja lagunemissaaduste eemaldamisel (kile vananemise ajal). Seetõttu soovitatakse kattekihti tavaliselt peale kanda mitte üks paks kiht, vaid mitu õhukest kihti. Paljudel juhtudel põhjustab katte paksuse suurenemine kaitsekihi metalliga haardumise nõrgenemist. Õhuõõnsused ja mullid põhjustavad suurt kahju. Need tekivad siis, kui katmistoimingu kvaliteet on madal.
Vee märguvuse vähendamiseks kaitstakse värvikatteid mõnikord omakorda vahaühendite või räniorgaaniliste ühenditega. Atmosfäärikorrosiooni eest kaitsevad kõige tõhusamalt lakid ja värvid. Enamasti ei sobi need maa-aluste rajatiste ja rajatiste kaitseks, kuna maapinnaga kokkupuutel on raske vältida kaitsekihtide mehaanilisi vigastusi. Kogemused näitavad, et värvikatte kasutusiga sellistes tingimustes on lühike. Palju otstarbekam osutus paksude kivisöetõrva (bituumeni) katte kasutamine.
Mõnel juhul täidavad värvipigmendid ka korrosiooniinhibiitorite rolli (inhibiitoritest tuleb juttu hiljem). Nende pigmentide hulka kuuluvad strontsiumi, plii ja tsingi kromaadid (SrCrO4, PbCrO4, ZnCrO4).
Praimerid ja fosfaatimine
Värvikihi alla kantakse sageli krundid. Selle koostises sisalduvatel pigmentidel peavad olema ka inhibeerivad omadused. Kui vesi läheb läbi kruntkihi, lahustab see osa pigmendist ja muutub vähem söövitavaks. Muldade jaoks soovitatavate pigmentide hulgas on kõige tõhusam punane plii Pb3O4.
Krundi asemel viiakse mõnikord läbi metallpinna fosfaatkatmine. Selleks kantakse pintsli või pihustiga puhtale pinnale raud(III)-, mangaan(II)- või tsink(II)ortofosfaatide lahused, mis sisaldavad ise ortofosforhapet H3PO4. Tehasetingimustes toimub fosfaatimine temperatuuril 99-970 C 30-90 minutit. Fosfaadi segus lahustuv metall ja selle pinnale jäävad oksiidid aitavad kaasa fosfaatkatte moodustumisele.
Terasetoodete pinna fosfaadimiseks on välja töötatud mitmeid erinevaid preparaate. Enamik neist koosneb mangaani ja raudfosfaatide segust. Võib-olla kõige levinum preparaat on majef, mangaani dihüdrofosfaatide Mn(H2PO4)2, raua Fe(H2PO4)2 ja vaba fosforhappe segu. Ravimi nimetus koosneb segu komponentide esitähtedest. Välimuselt on majef valge peenkristalliline pulber, mille mangaani ja raua suhe on 10:1 kuni 15:1. See koosneb 46-52% P2O5-st; mitte vähem kui 14% Mn; 0,3-3% Fe. Mazhefiga fosfaadimisel asetatakse selle lahusesse terastoode, mida kuumutatakse umbes saja kraadini. Lahuses lahustub raud pinnalt koos vesiniku eraldumisega ning pinnale tekib tihe, vastupidav ja vees lahustuv hall-musta mangaani ja raudfosfaatide kaitsekiht. Kui kihi paksus jõuab teatud väärtuseni, peatub raua edasine lahustumine. Fosfaatide kile kaitseb toote pinda atmosfääri sademete eest, kuid ei ole eriti efektiivne soolalahuste ja isegi nõrkade happelahuste vastu. Seega saab fosfaatkile kasutada ainult kruntvärvina orgaaniliste kaitse- ja dekoratiivkatete – lakkide, värvide, vaikude – järjestikusel pealekandmisel. Fosfaatimise protsess kestab 40-60 minutit. Selle kiirendamiseks viiakse lahusesse 50-70 g/l tsinknitraati. Sel juhul väheneb aeg 10-12 korda.
Elektrokeemiline kaitse
Tootmistingimustes kasutatakse ka elektrokeemilist meetodit - toodete töötlemist vahelduvvooluga tsinkfosfaadi lahuses voolutihedusel 4 A / dm2 ja pingel 20 V ning temperatuuril 60-700 C. Fosfaatkatted on pinnaga tihedalt seotud metallfosfaatide võre. Fosfaatkatted iseenesest ei taga usaldusväärset korrosioonikaitset. Neid kasutatakse peamiselt värvimise alusena, tagades värvi hea nakkumise metalliga. Lisaks vähendab fosfaadikiht kriimustuste või muude defektide põhjustatud korrosioonikahjustusi.
silikaatkatted
Metallide kaitsmiseks korrosiooni eest kasutatakse klaas- ja portselanemaile, mille soojuspaisumise koefitsient peaks olema lähedane kaetud metallide omaga. Emailimine toimub vesisuspensiooni kandmisega toodete pinnale või kuivpulbriga. Esmalt kantakse puhastatud pinnale krundikiht ja põletatakse ahjus. Järgmisena kantakse kiht emaili ja põletamist korratakse. Kõige tavalisemad klaaskeha emailid on läbipaistvad või karastatud. Nende komponendid on SiO2 (alusmass), B2O3, Na2O, PbO. Lisaks võetakse kasutusele abimaterjalid: orgaaniliste lisandite oksüdeerijad, emaili nakkumist emailitava pinnaga soodustavad oksiidid, summutid, värvained. Emailimaterjal saadakse algkomponentide sulatamisel, pulbriks jahvatamisel ja 6-10% savi lisamisel. Emailkatteid kantakse peamiselt terasele, aga ka malmile, vasele, messingile ja alumiiniumile.
Emailidel on kõrged kaitseomadused, mis tulenevad nende vee ja õhu (gaaside) mitteläbilaskvusest isegi pikaajalisel kokkupuutel. Nende oluline kvaliteet on kõrge vastupidavus kõrgetel temperatuuridel. Emailkatete peamised puudused hõlmavad tundlikkust mehaaniliste ja termiliste löökide suhtes. Pikaajalisel kasutamisel võib emailkatete pinnale tekkida pragude võrgustik, mis tagab metallile niiskuse ja õhu juurdepääsu, mille tagajärjel algab korrosioon.
Inimkond on kümneid sadu aastaid püstitanud enda ümber palju erinevaid tehnoloogiaid. Kuid ajastu, mil inimesed õppisid metalli kaevandama ja töötlema, oli sellise laiaulatusliku arengu algus. Tänu selle omadustele sai võimalikuks jõuda tehnoloogias suuri kõrgusi, ehitada sõidukeid, mis suudaksid inimese teisele poole maailma toimetada, enda kaitsmiseks relvi. Kuid nüüd on tehnoloogia jõudnud sellisele tasemele, et ühed mehhanismid loovad teised.
Hoolimata asjaolust, et metall on kogu (või peaaegu kogu) tehnoloogia keskmes, pole see kõige täiuslikum materjal. Aja möödudes ja keskkonna mõjul sellele võib see roostetada. See nähtus kahjustab seda materjali rohkem ja selle tulemusena halvendab seadmete tööd, mis võib sageli põhjustada õnnetuse või katastroofi. See artikkel selgitab kõike terase roostetamise, selle protsessi toimumise ja selle vältimiseks (või kõrvaldamiseks) toimimise kohta.
Mis on rooste?
"Rooste" - see on selle materjali igasuguse hävitamise nimi igapäevaelus. Täpsemalt on need punetused, mis tekivad metallil pärast hapnikuga reageerimist. Oksüdatsioon mõjutab seda materjali negatiivselt, muutes selle rabedaks, lõdvaks ning vähendab selle kõvadust ja jõudlust.
Seetõttu kasutavad paljud taimed hõõrdumise vähendamiseks, korrosiooni ja muude negatiivsete keskkonnamõjude eest kaitsmiseks erinevaid koostisi. Sellest lähemalt hiljem. Sellise kokkupuute eest kaitsmise juurde liikumiseks mõistke õrnalt, kuidas "mädanemine" terast mõjutab ja kuidas see selle kristallvõre hävitab.
Looduslik hävitamine võib põhjustada mitmesuguseid kahjustusi:
- Täielik kahju;
- Kristallvõre tiheduse rikkumine;
- Valikuline kahjustus;
- Maa-alune.
Sõltuvalt kahjustuse olemusest võib korrosiooniga toimetulemiseks kasutada erinevaid meetodeid. Iga võimalik kahju kahjustab omal moel ning on erinevates tehnoloogia- ja tootmisvaldkondades vastuvõetamatu. Energeetikasektoris on selline hävitamine üldiselt vastuvõetamatu (see võib põhjustada gaasilekkeid, kiirguse levikut jne).
Videoklipp sellest, mis on rooste ja kuidas end selle eest kaitsta:
Rooste kokkupuude
Metallkonstruktsiooni hävimise vastu võitlemise mehhanismide tõhusaks valimiseks on vaja mõista, kuidas rooste ise töötab. Seda võib olla kahte tüüpi: keemiline ja elektrokeemiline.
Esimese – keemilise – võib seostada protsessiga, kuidas proovi nägu hävib lihtsalt keskkonna mõjul (kõige sagedamini gaasid). Sellise rooste tekkimine metallil võtab väga kaua aega ja seda on tavaliselt väga lihtne vältida. Osa tuleb puhastada ja peale kanda korrosioonivastased katted (värvid, lakid jne).
Lisaks toimub see raua lagunemise protsess niiskes ja märjas keskkonnas, samuti kokkupuutel orgaaniliste ainetega, nagu näiteks õli. Viimast juhtumit on eriti oluline arvestada, kuna naftapuurtornide roostetamine on vastuvõetamatu.
Elektrokeemiline korrosioon on harvem ja seda esineb elektrolüütides. Ainult sel juhul pole oluline mitte keskkond, vaid elektriseerimise tulemusena tekkiv vool. See on see, kes hävitab metalli ja selle pinna (enamasti). Seetõttu saab seda kergesti eristada metalli mureneva pinna järgi.
Metalli rooste eest kaitsmiseks peate arvestama kõigi nende omadustega.
Kuidas luua õiget kaitset?
Metallide korrosioon ja kaitsemeetodid on omavahel tihedalt seotud. Seetõttu võib kõik kaitseprotsessid jagada vaid kahte rühma: metalli täiustamine tootmise ajal ja kaitse rakendamine töö ajal. Esimene sisaldab muudatusi keemilises koostises, mis muudab osa vastupidavamaks keskkonnamõjudele. Sellised seadmed või esemed ei vaja täiendavat kaitset.
Teise kaitserühma kuuluvad erinevad katted ja tööprotsessi isolatsioonid. Hävitamise vältimiseks on mitu võimalust: vältige seda provotseerivat keskkonda või lisage midagi, mis aitab vabaneda metallikahjustuste levikust, olenemata keskkonnast ja keskkonnast. Kodus on võimalik ainult teine võimalus, kuna inimene, kellel pole erivarustust, ahju ja muid asju, ei saa lihtsalt juba valmis toodet mõjutada.
Kuidas roostetamiseks valmistuda
Metalltoodete loomisel on korrosiooni eemaldamiseks või selle esinemise minimeerimiseks kaks võimalust. Selleks lisatakse struktuurile aineid (tsink, vask ja nii edasi), mis on vastupidavad gaasidele ja muudele negatiivsetele ärritavatele ainetele. Sageli võite leida ka vastupidise efekti.
Nagu juba mainitud, on selline korrosioonitüüp nagu selektiivne. See hävitab teatud esemed esemepoes. Nagu teate, koosneb metall erinevatest aatomitest, mis moodustavad elemente, millest igaüks on erineval määral vastuvõtlik negatiivsetele mõjudele. Näiteks rauas on see väävel. Selleks, et sellest materjalist valmistatud osa võimalikult kaua toimiks, eemaldatakse selle keemilisest koostisest väävel, millest algab struktuuri selektiivne eraldamine. Kodus pole selline usaldusväärne meetod võimalik.
Tootmisel võib olla veel üks korrosioonivastane kaitse. Tootmise ajal rakendatakse spetsiaalseid katteid, mis kaitsevad pinda keemilise reaktsiooni väliste kahjustuste eest. Sel juhul kasutatavad konstruktsioonimaterjalid võivad olla ainult tootmises, kuna neid on peaaegu võimatu avalikult osta. Lisaks tehakse selline pealekandmine sageli automaatliinidel, mis suurendab materjali katmise töökindlust ja kiirust.
Kuid hoolimata sellest, kuidas metalli täiustatakse, allub see materjal niiskuse, õhu, erinevate gaaside negatiivsele rõhule ja töötamise ajal halveneb. Seetõttu on vaja korrosioonivastast kaitset, mis mitte ainult ei mõjuta seda, vaid kaitseb seda ka välismaailma eest.
Rooste levimisel on oluline roll hapnikul. Metallide kaitsmine korrosiooni eest on ka sellise negatiivse nähtuse leviku pidurdamine, mitte ainult ennetamine. Selleks viiakse keskkonna struktuuri spetsiaalsed molekulid - inhibiitorid -, mis metalli pinnale tungides pakuvad sellele omamoodi kaitsekilbi.
Tihti kasutatakse ka korrosioonivastast kilet, mida saab peale kanda erinevalt. Kuid kõige lihtsam (ja usaldusväärsem) on see pihustamise teel. Selleks kasutatakse erinevaid polümeermaterjale, värve, emaile jms. Samuti mähivad nad osa ja piiravad hävitava keskkonna juurdepääsu sellele. Võitlus metallide korrosiooni vastu võib hoolimata protsessi sarnasusest olla väga mitmekesine. See keemiline protsess on vältimatu ja peaaegu alati õnnestub. Seetõttu tehakse korrosiooni ärahoidmiseks palju pingutusi. Seda silmas pidades saab kaitsemeetodeid kombineerida.
Need on peamised kaitsemeetodid. Need on populaarsed oma lihtsuse, töökindluse ja mugavuse tõttu. Nende hulka kuulub ka lakkide ja emailidega katmine, kuid sellest veidi madalam.
Nii määrivad töötajad näiteks enne värvi või emaili pealekandmist toote kruntvärviga, et värv paremini pinnale “latuks” ning selle ja toote vahele ei jääks niiskust (mille krunt imab). Neid metallide korrosioonikaitse meetodeid ei kasutata tootmises alati. Selliste toimingute ise tegemiseks piisab kodustest tööriistadest.
Korrosioonivastane kaitse on mõnikord väga ebatavaline. Näiteks kui üht metalli kaitseb teine. Seda tehnikat kasutatakse sageli siis, kui keemilist sulamit ei saa muuta. Selle pind on kaetud teise materjaliga, mis on täis söövitavatele mõjudele vastupidavaid elemente. See nn korrosioonivastane kiht aitab tundlikuma materjali pinda väga kindlalt hoida. Näiteks võib kate olla kroomi.
See hõlmab ka metallide kaitset korrosiooni eest. Sel juhul kaetakse kaitstav pind madala elektrijuhtivusega metalliga (mis on üks peamisi korrosiooni põhjustajaid). Kuid see kehtib juhul, kui kokkupuude keskkonnaga on minimaalne. Seetõttu kasutatakse sellist metallide kaitset rooste ja muude ohtlike keemiliste protsesside eest koos näiteks inhibiitoritega.
Selliseid kaitsemeetodeid kasutatakse mehaaniliste mõjude vältimiseks. Raske öelda, kuidas metalli kõige usaldusväärsemalt kaitsta. Iga meetod võib anda positiivseid tulemusi.
Kuidas saada head katvust?
Tootjate kohustus ei ole alati kaitsta metalli korrosiooni eest. Tihti tuleb sellise toote eest ise hoolt kanda ja siis on detaili vastupidavuse parandamise parim skeem katmine.
Esiteks peab see olema täiesti puhas. "Dirty" sisaldab:
- Õli jäägid
- oksiidid
Eemaldage need korralikult ja täielikult. Näiteks peate võtma spetsiaalse vedeliku, mis põhineb alkoholil või bensiinil, nii et vesi ei kahjustaks konstruktsiooni. Lisaks võib pinnale jääda niiskust, mille peale kantud värv lihtsalt ei täida oma funktsioone.
Suletud keskkonnas (pinna ja värvi vahel) areneb raua korrosioon veelgi aktiivsemalt, nii et metalli selline kaitse korrosiooni eest pigem kahjustab kui aitab. Seetõttu on oluline vältida ka niiskust. Pärast mustuse eemaldamist tuleb see kuivatada.
Pärast seda saate soovitud katte peale kanda. Kuid ikkagi on see parim viis kodus rooste eest kaitsta. Kuigi metallide korrosiooni eest kaitsmiseks on erinevaid viise, peaksite alati meeles pidama, et nende ebaõige kasutamine võib põhjustada probleeme. Seetõttu pole vaja midagi erakordset välja mõelda, parem on kasutada juba tõestatud ja usaldusväärseid meetodeid metallide kaitsmiseks korrosiooni eest.
Samuti väärib märkimist, et seadme pinda saab töödelda mitmel viisil:
- Keemiline
- elektrokeemiline
- Mehaaniline
Viimane on kõige lihtsam meetod korrosiooni peatamiseks. Nimekirja kaks esimest punkti on keerukamad (tehnilises mõttes) protsessid, millest alates muutub korrosioonikaitse usaldusväärsemaks. Lõppude lõpuks rasvatavad nad metalli, mis muudab selle kaitsekatte kandmise mugavamaks. Enne katmist ei tohiks kuluda rohkem kui 6-7 tundi, kuna selle aja jooksul kokkupuutel kandjaga "taastab" eelmine tulemus, mis oli enne töötlemist.
Korrosioonikaitse tuleb teostada – enamasti – tehases ja tootmise ajal. Kuid te ei pea sellele üksi lootma. Ka isetehtud korrosioonivastane aine ei tee paha.
Kas korrosioonist on võimalik jäädavalt lahti?
Vaatamata vastuse lihtsusele peaks see olema üksikasjalik. Korrosiooni ja metallide kaitset korrosiooni eest ei saa üksteisest eraldada, kuna need põhinevad nii toote enda kui ka seda ümbritseva atmosfääri keemilisel koostisel. Pole ime, et korrosioonivastase võitluse meetodid põhinevad just neil näitajatel. Need kas eemaldavad kristallvõre "nõrgad" osakesed (või lisavad sellele usaldusväärsemaid lisandeid) või aitavad toote pinda gaaside ja välismõjude eest "varjata".
Korrosioonikaitse pole midagi keerulist. See põhineb lihtsal keemial ja füüsikaseadustel, mis viitavad ka sellele, et elementide vastasmõjus on võimatu vältida protsesse. Korrosioonivastane kaitse vähendab sellise tulemuse tõenäosust, suurendab metalli vastupidavust, kuid siiski - see ei päästa seda täielikult. Mis iganes see ka poleks, tuleb seda siiski ajakohastada, täiustada ja kombineerida ning kasutada metallide korrosiooni eest kaitsmiseks täiendavaid meetodeid.
Võib öelda, kuidas korrosiooni ära hoida, kuid ei tasu pingutada selle nimel, et raud sellele üldse ei alluks. Samuti annab kattekiht ümbritseva maailma hävitava jõu ning kui seda ei jälgita, jõuavad gaasid ja niiskus selle alla peidetud kaitstud pinnale. Metallide korrosioon ja kaitse on hädavajalikud (nii tootmisel kui ka töö ajal), kuid ka sellesse tuleb targalt suhtuda.
Korrosioon põhjustab suuri kahjusid. Selle tulemusena kaotavad metalltooted oma väärtuslikud tehnilised omadused. Seetõttu on korrosioonitõrjemeetmed väga olulised.
Need on väga mitmekesised ja hõlmavad järgmisi meetodeid:
1. Metallide kaitsvad pinnakatted. Need on metallist ja mittemetallist. Metallkatted jagunevad omakorda: galvaanilised; saadud sulamisse sukeldamisel; metallist vooder; difusioon ja isotermiline sadestumine. Mittemetallist pinnakatted on: silikaat (emailitud); fosfaat; keraamika, polümeer: värv ja pulber.
4. Vee hapnikutustamine.
5. Korrosioonivastaste omadustega sulamite loomine.
Metalli galvaniseerimine isoleerib metalli väliskeskkonnast. Neid rakendatakse elektrolüütiliselt, valides elektrolüüdi koostise, voolutiheduse ja keskmise temperatuuri. Meetod võimaldab saada väga õhukesi usaldusväärseid metallikihte (tsink, nikkel, kroom, plii, tina, vask, kaadmium jne) ja on ökonoomne. Rauatoodete katmine nende ja teiste metallidega annab lisaks kaitsele kauni välimuse.
Kaetud toote põhjalik puhastamine saastumisest on kvaliteetse katte saamise üks olulisi tingimusi. Saasteainete hulka kuuluvad: rasvad, õlid ja oksiidid. Kattavat pinda töödeldakse kolmel viisil: mehaaniline (lihvimine, liiva- ja haavelpuhastus), keemiline ja elektrokeemiline (rasvaärastus, söövitus ja elektrokeemiline poleerimine). Valmistatud toodete säilitamine enne katmist mitte rohkem kui 4-6 tundi.
Näiteks katuserauda kaitseb korrosiooni eest tsink. Kuigi tsink on aktiivsem metall kui raud, on see väljast kaetud kaitsva oksiidkilega. Kui see on kahjustatud, tekib galvaaniline raud-tsink paar. Katood (positiivne) on raud, anood (negatiivne) on tsink. Elektronid liiguvad tsingist rauale, tsink lahustub, kuid raud jääb kaitstuks kuni tsingikihi täieliku hävimiseni.
Näiteks tsingi- ja tinakatteid kantakse osade sulatusse kastmise meetodil. Kaitsekihil (d = 10 - 50 µm) on aluspinnaga difusioonkleep. Meetodi puudusteks on raskused ühtlase kattekihi paksuse saavutamisel, samuti suur metallikulu, mis näiteks tsinki kasutades 25 µm paksuse kihi puhul on kuni 600 g/m2.
Difusioonikaitsemeetod põhineb metalli pinnakihi keemilise ja faasilise koostise muutumisel, kui sinna sisenevad sobivad elemendid, mis tagavad korrosioonikindluse. Atmosfäärikorrosiooni eest kaitstud terast säilitatakse galvaniseerimisega, aluminiseerimist kasutatakse kaitseks oksüdeerumise eest kõrgel temperatuuril. Silikoonkatteid (silikoniseerimist) kasutatakse kuumakindlate metallide kaitsmiseks, boorimist - kulumiskindluse ja tugevuse suurendamiseks.
Metallkatteid kasutatakse bimetalllehtede, näiteks teras-nikkel, teras-titaan, teras-vask, teras-alumiinium, valmistamiseks. See viiakse läbi liigeste kuuma plastilise deformatsiooni, elektrikaare ja elektriräbu katmise, plahvatuskeevitamise meetoditega.
Pihustatud katted saadakse termilise, plasma, detonatsiooni- ja vaakummeetodil. Sel juhul pihustatakse metall vedelas faasis tilkade kujul ja sadestatakse kaetavale pinnale. Meetod on lihtne, see võimaldab saada mis tahes paksusega kihte, millel on hea nakkuvus mitteväärismetalliga. Vaakummeetodil kuumutatakse kattematerjal auruseisundisse ja auruvoog kondenseerub toote pinnale.
Pihustusmeetodid võimaldavad kaitsta kokkupandavaid konstruktsioone. Kuid metalli kulu on sel juhul väga märkimisväärne ja kattekiht osutub poorseks ning korrosioonivastase kaitse tagamiseks on vaja täiendavat tihendamist termoplastsete vaikude või muude polümeersete materjalidega. Kulunud masinaosade taastamisel on poorsus väga väärtuslik, kuna see toimib määrdeainete kandjana.
Klaasemailid on klaas, mis kantakse õhukese kihina metallesemete pinnale, et kaitsta neid korrosiooni eest, anda neile teatud värv ja parandada välimust, luua peegeldav pind jne.
Emaileeritud toodete tootmine hõlmab järgmisi toiminguid: emailklaaside (frittide) kõrgtemperatuurne süntees-sulatus; nendest pulbrite ja suspensioonide valmistamine; metalltoodete pinna ettevalmistus ja oma emailimine - suspensiooni kandmine metallpinnale, klaasipulbri kuivatamine ja sulatamine kattekihiks.
Terastooted kaetakse tavaliselt kaks või kolm korda lihvitud emailiga. Saadud katte kogupaksus on keskmiselt 1,5 mm. Pärast saadud pinnase kuivatamist temperatuuril 90–100 ° C põletatakse osa temperatuuril 850–950 ° C. Terastorude emailkatete vastupidavuse suurendamiseks soojusenergeetikas kantakse need üle pihustatud alumiiniumikihi.
Terasetoodete fosfaatimine põhineb raua, tsingi ja mangaani vees lahustumatute kahe- ja kolmeasendatud fosfaatide moodustumisel. Need tekivad, kui tooted sukeldatakse lahjendatud fosforhappe lahusesse, millele on lisatud ülalnimetatud metallide monoasendatud fosfaate. Saadud fosfaadikiht nakkub hästi metallaluse külge. Need katted on poorsed, seega tuleb need lisaks lakkida või värvida. Fosfaadikihtide paksus on 10 - 20 mikronit. Fosfaatimist tuleks teha kastes või pihustades.
Keraamilise kaitsena kasutatakse katteid, mis põhinevad mõnede p-elementide oksiididel, ka räni-, alumosilikaadil, magneesiumoksiidil, karborundil jt. On välja töötatud uued materjalid, mida nimetatakse metallkeraamikaks. Need on keraamika-metalli segud või metallide kombinatsioonid keraamikaga, näiteks Al - Al2O3 (SAP), V - Al - Al2O3 (kütusevarras). Nad leiavad rakendust reaktorihoones. Võrreldes lihtsa keraamikaga on metallkeraamika suurem tugevus ja elastsus, väga kõrge vastupidavus mehaanilistele ja termilistele löökidele.
Lakkkatteid kantakse: pihustades õhuga, kõrgsurvega ja elektriväljas; galvaniseerimine, voolimine, kastmine, rullid, pintslid jne. Värvide kunstlikku kuivatamist saab läbi viia kuuma õhuga, kambrites, infrapuna- ja ultraviolettkiirgusega.
Polümeerpulbrite kihtide pealekandmine toimub gaasileegi, keerise ja elektrostaatilise pihustamise teel. Temperatuuril 650-700 °C pulbriline polümeer pehmeneb ja kokkupõrkes ettevalmistatud ja polümeeri rõhutemperatuurini kuumutatud detaili pinnaga kleepub selle külge, moodustades pideva katte. Pihustamiseks kasutatakse edukalt polüetüleeni, polüvinüülkloriidi, fluoroplaste, nailoni ja muid polümeerseid materjale.
Terase katoodkaitseks pinnases ja neutraalsetes vesilahustes on minimaalne potentsiaal 770–780 mV. Tagab toote pinna samaaegse kileisolatsiooni kokkupuute eest söövitava keskkonnaga.
Anoodkaitset kasutatakse ainult sulamitest valmistatud seadmete puhul, mis on selles protsessilahenduses passivatsiooniohtlikud. Nende sulamite korrosioon inertses olekus kulgeb palju aeglasemalt. Kasutatakse kaitstud metalli anoodilise polarisatsioonipotentsiaali automaatse regulaatoriga alalisvooluallikat.
Sõltuvalt keskkonna agressiivsusest kasutatakse anoodikaitseks räni malmist, molübdeenist, titaanisulamitest ja roostevabast terasest katoode. Nii on kaitstud roostevabast terasest soojusvahetid, mis töötavad 70–90% väävelhappes temperatuuril 100–120 °C.
Korrosiooniinhibiitorid on ained, mis aeglustavad metalltoodete hävimise kiirust. Isegi väikestes kogustes vähendavad need oluliselt mõlema korrosioonimehhanismi kiirust. Need viiakse agressiivsesse töökeskkonda või rakendatakse osadele. Need adsorbeeritakse metallpinnale, interakteeruvad sellega kaitsekilede moodustumisega ja takistavad seega hävitavate protsesside tekkimist. Mõned antioksüdandid aitavad eemaldada tööpiirkonnast hapnikku (või muud oksüdeerivat ainet), mis samuti vähendab korrosiooni kiirust.
Paljud anorgaanilised ja orgaanilised ühendid ning nendel põhinevad segud toimivad inhibiitoritena. Neid kasutatakse laialdaselt aurukatelde keemilisel puhastamisel katlakivist, katlakivi eemaldamisel happepesuga, samuti anorgaaniliste tugevate hapete hoidmisel ja transportimisel terasmahutites jm. Näiteks soojusjõuseadmete vesinikkloriidhappepesuks kasutatakse I-1-A, I-1-B, I-2-B marki inhibiitoreid (kõrgemate püridiini aluste segu).
Korrosioonivastaste omadustega sulamite loomine seisneb teraste legeerimises metallidega, nagu kroom. Sel juhul saadakse korrosioonikindlad kroomitud roostevabad terased. Tugevdage teraste korrosioonivastaseid omadusi nikli, koobalti ja vase lisamisega. Legeerimise eesmärk on saavutada nende kõrge korrosioonikindlus töökeskkonnas ning tagada teatud füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste kogum. Teraste legeerimine selliste kergesti passiivsete metallidega nagu alumiinium, kroom, nikkel, titaan, volfram ja molübdeen annab esimesele kalduvuse passiveerida tahkete lahuste moodustumise tingimustes.
Austeniitsete teraste ICC vastu võitlemiseks kasutatakse järgmist:
a) süsinikusisalduse vähendamine, mis välistab kroomkarbiidide moodustumise;
b) kroomist tugevamate karbiidi moodustavate metallide (titaan ja nioobium) viimine terasesse, mis seob süsiniku nende karbiididesse ja välistab kroomis olevate terade piiride ammendumise;
c) teraste karastamine temperatuuril 1050–1100 ° C, mis tagab kroomi ja süsiniku ülekande nende baasil tahkeks lahuseks;
d) lõõmutamine, mis rikastab terade piiritsoone vaba kroomiga vajaliku korrosioonikindluse tasemeni.
Küsimused iseseisvaks tööks. Korrosiooniteooria alused, metallide korrosiooni liigid, elektriseadmete võitlus ja kaitse korrosiooni eest Metallide ja sulamite kiirguskahjustused, võitlus kiirguskahjustuste vastu; kiirguskahjustuste parandamine. Keevitus ja jootmine energeetikas. Meetodid, olemus, eelised ja puudused. Kirjandus: Materjaliteadus. (B.N. Arzamasovi ja G.G. Muhhini üldtoimetuses) 3. väljaanne. läbi vaadatud ja laiendatud. M: Kirjastus MSTU im. N.E. Bauman, 2002.
Metallide korrosiooni eest kaitsmise probleem tekkis peaaegu nende kasutamise alguses. Metalle püüti atmosfäärimõju eest kaitsta rasvade, õlide abil, hiljem ka teiste metallidega ja ennekõike kergsulava tinaga (tinatamine). Vana-Kreeka ajaloolase Herodotose (5. sajand eKr) kirjutistes on juba mainitud tina kasutamist raua kaitsmiseks korrosiooni eest. Keemikute ülesandeks on olnud ja jääb korrosiooninähtuste olemuse väljaselgitamine, selle kulgu takistavate või aeglustavate meetmete väljatöötamine. Metallide korrosioon toimub vastavalt loodusseadustele ja seetõttu ei saa seda täielikult kõrvaldada, vaid saab ainult pidurdada. Metallide korrosiooni vähendamiseks on võimalus, mida ei saa rangelt kaitse arvele kirjutada - see on metallide legeerimine, s.t. sulamite vastuvõtmine. Näiteks on nüüdseks loodud suur hulk roostevaba terast, lisades rauale niklit, kroomi, koobaltit jne. Tõepoolest, sellised terased ei roosteta, kuid nende pinnakorrosioon, kuigi väikese kiirusega, toimub. Selgus, et legeerivate lisandite lisamisel muutub korrosioonikindlus järsult. Kehtestatud on reegel, mille kohaselt täheldatakse raua korrosioonikindluse järsku suurenemist legeeriva lisandi lisamisel koguses 1/8 aatomfraktsiooni, s.o. üks lisandiaatom kaheksa rauaaatomi kohta. Arvatakse, et sellise aatomite suhte korral tekib tahke lahuse kristallvõres nende korrapärane paigutus, mis takistab korrosiooni. Üks levinumaid viise metallide korrosiooni eest kaitsmiseks on nende pinnale kaitsekilede pealekandmine: lakk, värv, email ja muud metallid. Värvkatted on kõige kättesaadavamad paljudele inimestele. Lakid ja värvid on madala gaasi- ja auruläbilaskvusega, vetthülgavad ning takistavad seetõttu vee, hapniku ja atmosfääris sisalduvate agressiivsete komponentide ligipääsu metallpinnale. Metalli pinna katmine värvikihiga ei välista korrosiooni, vaid toimib sellele ainult barjäärina, mis tähendab, et see ainult aeglustab korrosiooni. Seetõttu on oluline katte kvaliteet - kihi paksus, pidevus (poorsus), ühtlus, läbilaskvus, vees pundumisvõime, nakketugevus (nakkuvus). Pinnakatte kvaliteet sõltub pinna ettevalmistamise põhjalikkusest ja kaitsekihi pealekandmise viisist. Kaetud metalli pinnalt tuleb eemaldada katlakivi ja rooste. Vastasel juhul takistavad need katte head nakkumist metallpinnaga. Katte halb kvaliteet on sageli seotud suurenenud poorsusega. Sageli esineb see kaitsekihi moodustumisel lahusti aurustumisel ning kõvenemis- ja lagunemissaaduste eemaldamisel (kile vananemise ajal). Seetõttu soovitatakse kattekihti tavaliselt peale kanda mitte üks paks kiht, vaid mitu õhukest kihti. Paljudel juhtudel põhjustab katte paksuse suurenemine kaitsekihi metalliga haardumise nõrgenemist. Õhuõõnsused ja mullid põhjustavad suurt kahju. Need tekivad siis, kui katmise töö kvaliteet on halb.Veemärguvuse vähendamiseks kaitstakse värvikatteid mõnikord omakorda vahaühendite või räniorgaaniliste ühenditega. Atmosfäärikorrosiooni eest kaitsevad kõige tõhusamalt lakid ja värvid. Enamasti ei sobi need maa-aluste rajatiste ja rajatiste kaitseks, kuna maapinnaga kokkupuutel on raske vältida kaitsekihtide mehaanilisi vigastusi. Kogemused näitavad, et värvikatte kasutusiga sellistes tingimustes on lühike. Palju otstarbekam osutus paksude kivisöetõrva (bituumeni) katte kasutamine.
Mõnel juhul toimivad värvipigmendid ka korrosiooni inhibiitoritena. Nende pigmentide hulka kuuluvad strontsiumi, plii ja tsingi kromaadid (SrCrO 4, PbCrO 4, ZnCrO 4).
Sageli kantakse värvikihi alla kruntkiht. Selle koostises sisalduvatel pigmentidel peavad olema ka inhibeerivad omadused. Kui vesi läheb läbi kruntkihi, lahustab see osa pigmendist ja muutub vähem söövitavaks. Muldade jaoks soovitatavate pigmentide hulgas on kõige tõhusam punane plii Pb3O4.
Krundi asemel viiakse mõnikord läbi metallpinna fosfaatkatmine. Selleks kantakse pintsli või pihustuspüstoliga puhtale pinnale raud (III), mangaani (II) või tsink (II) ortofosfaatide lahused, mis sisaldavad ise ortofosforhapet H3PO4. Meie riigis on selleks otstarbeks happesoolade Fe (H 2 PO 4) 3 ja Mn (H 2 PO 4) 2 segu 3% lahus, millele on kiirenditena lisatud KNO 3 või Cu (NO 3) 2. kasutatakse. Tehasetingimustes toimub fosfaatimine temperatuuril 97…99 0 C 30…90 min. Fosfaadi segus lahustuv metall ja selle pinnale jäävad oksiidid aitavad kaasa fosfaatkatte moodustumisele.
Terasetoodete pinna fosfaadimiseks on välja töötatud mitmeid erinevaid preparaate. Enamik neist koosneb mangaani ja raudfosfaatide segudest. Võib-olla on kõige levinum ravim "mazhef" - mangaandihüdrofosfaatide Mn (H 2 PO 4) 2, raua Fe (H 2 PO 4) 2 ja vaba fosforhappe segu. Ravimi nimetus koosneb segu komponentide esitähtedest. Välimuselt on majef valge peenkristalliline pulber, mille mangaani ja raua suhe on 10:1 kuni 15:1. Koosneb 46…52% P2O5-st; mitte vähem kui 14% Mn; 0,3…3,0% Fe. Mazhefiga fosfatiseerimisel asetatakse selle lahusesse terastoode, mida kuumutatakse ligikaudu 100 0 C. Lahuses lahustub raud pinnalt vesiniku vabanemisega ning tihe, vastupidav ja vees halvasti lahustuv hall kaitsekiht. -pinnale tekivad must mangaan ja raudfosfaadid. Kui kihi paksus jõuab teatud väärtuseni, peatub raua edasine lahustumine. Fosfaatide kile kaitseb toote pinda atmosfääri sademete eest, kuid ei ole eriti efektiivne soolalahuste ja isegi nõrkade happelahuste vastu. Seega saab fosfaatkile olla ainult kruntvärv orgaaniliste kaitse- ja dekoratiivkatete – lakkide, värvide, vaikude – järgnevaks pealekandmiseks. Fosfaatimise protsess kestab 40…60 min. Fosfaatimise kiirendamiseks viiakse lahusesse tsinknitraati 50...70 g/l. Sel juhul väheneb fosfaatimisaeg 10...12 korda.
Tootmistingimustes kasutatakse ka elektrokeemilist meetodit - toodete töötlemist vahelduvvooluga tsinkfosfaadi lahuses voolutihedusega 4 A / dm 2 ja pingel 20 V ja temperatuuril 60 ... Fosfaatkatted iseenesest ei taga usaldusväärset korrosioonikaitset. Neid kasutatakse peamiselt värvimise alusena, tagades värvi hea nakkumise metalliga. Lisaks vähendab fosfaadikiht kriimustuste või muude defektide põhjustatud korrosioonikahjustusi.
Metallide korrosiooni eest kaitsmiseks kasutatakse klaas- ja portselanemaile - silikaatkatteid, mille soojuspaisumistegur peaks olema kaetud metallide omaga lähedane. Emailimine toimub vesisuspensiooni kandmisega toodete pinnale või kuivpulbriga. Esmalt kantakse puhastatud pinnale krundikiht ja põletatakse ahjus. Järgmisena kantakse kiht emaili ja põletamist korratakse. Kõige tavalisemad klaaskeha emailid on läbipaistvad või summutatud. Nende komponendid on SiO 2 (alusmass), B 2 O 3, Na 2 O, PbO. Lisaks võetakse kasutusele abimaterjalid: orgaaniliste lisandite oksüdeerijad, emaili nakkumist emailitava pinnaga soodustavad oksiidid, summutid, värvained. Emaileerimismaterjal saadakse algkomponentide sulatamisel, pulbriks jahvatamisel ja 6 ... 10% savi lisamisel. Emailkatteid kantakse peamiselt terasele, aga ka malmile, vasele, messingile ja alumiiniumile.
Emailidel on kõrged kaitseomadused, mis tulenevad nende vee ja õhu (gaaside) mitteläbilaskvusest isegi pikaajalisel kokkupuutel. Nende oluline kvaliteet on kõrge vastupidavus kõrgetel temperatuuridel. Emailkatete peamised puudused hõlmavad tundlikkust mehaaniliste ja termiliste löökide suhtes. Pikaajalisel kasutamisel võib emailkatete pinnale tekkida pragude võrgustik, mis tagab metallile juurdepääsu niiskusele ja õhule, mille tagajärjel algab korrosioon.
Tsementkatteid kasutatakse malmist ja terasest veetorude kaitsmiseks korrosiooni eest. Kuna portlandtsemendi ja terase soojuspaisumistegurid on lähedased ja tsemendi maksumus on madal, kasutatakse seda nendel eesmärkidel üsna laialdaselt. Portlandtsemendi katete puuduseks on sama, mis emailkattega - kõrge tundlikkus mehaaniliste löökide suhtes.
Levinud viis metallide kaitsmiseks korrosiooni eest on nende katmine teiste metallide kihiga. Kattemetallid ise korrodeeruvad väikese kiirusega, kuna need on kaetud tiheda oksiidkilega. Kattekihti kantakse peale erinevatel meetoditel: lühiajaline sukeldamine sulametalli vanni (kuum katmine), elektrolüüdi vesilahustest elektrosadestamine (galvaaniline katmine), pihustamine (metalliseerimine), töötlemine pulbritega kõrgendatud temperatuuril spetsiaalses trumlis ( difusioonkate), kasutades gaasifaasi reaktsiooni, näiteks 3CrCl 2 + 2Fe - > 2FeCl 3 + 3Cr (Fe-ga sulamis).
Metallkatete pealekandmiseks on ka teisi meetodeid, näiteks metallide kaitsmise difusioonimeetodiks on toodete sukeldamine kaltsiumkloriidi CaCl 2 sulatusse, milles pealekantavad metallid on lahustunud.
Tootmises kasutatakse laialdaselt metallkatete keemilist sadestumist toodetele. Keemiline metallide katmise protsess on katalüütiline või autokatalüütiline ja toote pind on katalüsaator. Plaadimiseks kasutatav lahus sisaldab sadestunud metalli ja redutseeriva aine ühendit. Kuna katalüsaator on toote pind, toimub metalli vabanemine just sellel, mitte lahuse mahus. Autokatalüütilistes protsessides on katalüsaatoriks pinnale sadestunud metall. Praegu on välja töötatud meetodid metalltoodete keemiliseks katmiseks nikli, koobalti, raua, pallaadiumi, plaatina, vase, kulla, hõbeda, roodiumi, ruteeniumi ja mõnede nendel metallidel põhinevate sulamitega. Redutseerivate ainetena kasutatakse hüpofosfiiti ja naatriumboorhüdriidi, formaldehüüdi, hüdrasiini. Loomulikult ei saa keemiline nikeldamine ühelegi metallile kaitsekatet kanda. Kõige sagedamini allutatakse sellele vasest tooted.
Metallkatted jagunevad kahte rühma: korrosioonikindlad ja kaitsvad. Näiteks rauapõhiste sulamite katmiseks kuuluvad esimesse rühma nikkel, hõbe, vask, plii, kroom. Need on raua suhtes elektropositiivsemad; elektrokeemilises pingereas on metallid rauast paremal. Teise rühma kuuluvad tsink, kaadmium, alumiinium. Raua suhtes on need elektronegatiivsemad; pingete reas paiknevad rauast vasakul.
Igapäevaelus kohtab inimene kõige sagedamini tsingi ja tinaga raudkatteid. Tsingiga kaetud plekki nimetatakse tsingitud rauaks ja tinaga kaetud plekiks. Esimest kasutatakse suurtes kogustes majade katustel, teisest valmistatakse plekkpurke. Mõlemad saadakse peamiselt raualehe tõmbamisel läbi vastava metalli sulami. Suurema vastupidavuse huvides tsingitakse terasest ja hallmalmist valmistatud veetorud ja liitmikud sageli ka selle metalli sulamisse kastes. See pikendab järsult nende kasutusiga külmas vees. Huvitav on see, et soojas ja kuumas vees võib tsingitud torude kasutusiga olla isegi lühem kui tsingitamata torudel.
Katsed on näidanud, et tsingitud plekk kattepaksusega 0,03 mm, mis vastab mõlemalt poolt katmisel 0,036 g / cm 2-le, kestab majade katustel umbes 8 aastat. Tööstuslikus õhkkonnas (suurlinnade õhkkonnas) teenib see samuti vaid neli aastat. See kasutusea vähenemine on tingitud kokkupuutest linnade õhus sisalduva väävelhappega.
Tsingist ja tinast (nagu ka muudest metallidest) valmistatud pinnakatted kaitsevad rauda korrosiooni eest, säilitades samal ajal järjepidevuse. Kattekihi purunemisel (praod, kriimud) kulgeb toote korrosioon veelgi intensiivsemalt kui ilma katmata. See on tingitud galvaanilise elemendi raua - tsingi ja raua - tina "tööst". Praod ja kriimud täidetakse niiskusega ning tekivad lahused. Kuna tsink on elektronegatiivsem kui raud, lähevad selle ioonid eelistatavalt lahusesse ja ülejäänud elektronid voolavad elektropositiivsemasse rauda, muutes selle katoodiks.
Vesinikuioonid (vesi) lähenevad raudkatoodile ja tühjenevad, võttes vastu elektrone. Saadud vesinikuaatomid ühinevad, moodustades H2 molekuli. Seega ioonivood eraldatakse ja see hõlbustab elektrokeemilise protsessi kulgu. Tsinkkate puutub kokku lahustumisega (korrosiooniga) ja raud on esialgu kaitstud. Tsink kaitseb rauda elektrokeemiliselt korrosiooni eest. Sellel põhimõttel põhineb metallkonstruktsioonide ja -seadmete korrosioonikaitse kaitsemeetod.
Niiskuse või pigem elektrolüüdi juuresolekul hakkab tööle galvaaniline element. Selles lahustub elektronegatiivsem metall ja struktuur või aparaat on katoodkaitsega. Kaitse töötab seni, kuni anood, elektronegatiivsem metall, on täielikult lahustunud.
Metallide katoodkaitse korrosiooni eest on väga sarnane turvisekaitsega. Võime öelda, et katoodkaitse on ohverduskaitse modifikatsioon. Sel juhul on laeva konstruktsioon või kere ühendatud alalisvooluallika katoodiga ja kaitstud seeläbi lahustumise eest.
Plekkpleki defektide korral erineb korrosiooniprotsess oluliselt tsingitud raua omast. Kuna tina on elektropositiivsem kui raud, siis raud lahustub ja tina muutub katoodiks. Selle tulemusena säilib korrosiooni ajal tinakiht ja selle all korrodeerub aktiivselt raud.
Arvatakse, et tina kandmist metallide pinnale (tinatamist) valdati juba pronksiajal. Seda soodustas tina madal sulamistemperatuur. Varem tehti eriti sageli vask- ja messingnõude tinatamist: vaagnad, katlad, kannud, samovarid jne. Tina korrosiooniproduktid on inimesele kahjutud, seetõttu kasutati plekinõusid laialdaselt igapäevaelus. XV sajandil. paljudes Euroopa riikides (Saksamaa, Austria, Holland, Inglismaa ja Prantsusmaa) kasutati laialdaselt plekist lauanõusid. On tõendeid, et Böömimaa maagimägedes hakati plekist lusikaid, tasse, kannu ja taldrikuid valmistama juba 12. sajandil.
Tinarauda kasutatakse endiselt suurtes kogustes toiduainete säilitusanumate (plekkpurkide) valmistamisel. Viimastel aastatel on selleks aga üha enam kasutatud alumiiniumfooliumi. Tsingist ja tsingitud rauast nõusid ei soovitata toiduainete säilitamiseks. Hoolimata asjaolust, et metallist tsink on kaetud tiheda oksiidkilega, lahustub see siiski. Kuigi tsingiühendid on suhteliselt nõrgalt toksilised, võivad need olla kahjulikud suurtes kogustes.
Kaasaegne tehnoloogia hõlmab erinevatest metallidest ja sulamitest valmistatud detaile ja konstruktsioone. Kui need puutuvad kokku ja satuvad elektrolüüdi lahusesse (merevesi, mis tahes soolade, hapete ja leeliste lahused), võib tekkida galvaaniline element. Mida elektronegatiivsem metall muutub anoodiks ja seda elektropositiivsem on katood. Voolu tekkega kaasneb elektronegatiivsema metalli lahustumine (korrosioon). Mida suurem on kontaktis olevate metallide elektrokeemiliste potentsiaalide erinevus, seda suurem on korrosioonikiirus.
Inhibiitorite kasutamine on üks tõhusaid viise metallide korrosiooni vastu võitlemiseks erinevates agressiivsetes keskkondades (atmosfääris, merevees, jahutusvedelikes ja soolalahustes, oksüdeerivates tingimustes jne). Inhibiitorid on ained, mis on väikestes kogustes võimelised aeglustama või peatama keemilisi protsesse. Inhibiitorid interakteeruvad reaktsiooni vaheproduktidega või aktiivsete saitidega, kus toimuvad keemilised muundumised. Need on iga keemiliste reaktsioonide rühma jaoks väga spetsiifilised. Metallide korrosioon on vaid üks keemiliste reaktsioonide tüüpidest, mis on alluvad inhibiitorite toimele. Kaasaegsete kontseptsioonide kohaselt on inhibiitorite kaitsev toime seotud nende adsorptsiooniga metallide pinnal ning anoodi- ja katoodprotsesside pärssimisega.
Esimesed inhibiitorid leiti juhuslikult, kogemuste põhjal ja sageli said nad klanni saladuseks. On teada, et Damaskuse käsitöölised kasutasid katlakivi ja rooste eemaldamiseks väävelhappe lahuseid, millele oli lisatud õllepärmi, jahu ja tärklist. Need lisandid olid esimeste inhibiitorite hulgas. Need ei lasknud happel relvametallile mõjuda, mille tulemusena lahustusid vaid katlakivi ja rooste.
Inhibiitoreid on Venemaal juba ammu kasutatud, teadmata. Rooste vastu võitlemiseks valmistasid Uurali relvasepad "hapukurgisupid" - väävelhappe lahused, millele lisati jahukliisid. Üks lihtsamaid metallide atmosfäärikorrosiooni inhibiitoreid on naatriumnitrit NaNO2. Seda kasutatakse kontsentreeritud vesilahuste, samuti glütseriini, hüdroksüetüültselluloosi või karboksümetüültselluloosiga paksendatud lahuste kujul. Naatriumnitritit kasutatakse teras- ja malmtoodete konserveerimiseks. Esimeseks kandideerimiseks. 25% vesilahused ja teise jaoks - 40%. Pärast töötlemist (tavaliselt lahustesse kastmist) pakitakse tooted parafiinpaberisse. Kõige paremini mõjuvad paksendatud lahused. Paksendatud lahustega töödeldud toodete säilivusaeg pikeneb vesilahustega võrreldes 3...4 korda.
1980. aasta andmetel ületas teadusele teadaolevate korrosiooniinhibiitorite arv 5000. Arvatakse, et 1 tonn inhibiitorit säästab rahvamajanduses umbes 5000 rubla.
Korrosioonitõrjel on suur riigimajanduslik tähtsus. See on väga viljakas ala jõu ja võimete rakendamiseks.
