Coroziune în latină înseamnă „coroziune”, acest lucru explică cu ușurință esența acestui concept. Din punct de vedere științific, coroziunea este un proces de distrugere spontană a metalelor datorită interacțiunilor chimice și fizico-chimice cu mediul.
Motivul începerii acestui proces este lipsa stabilității termodinamice a unui anumit metal atunci când este expus la substanțe care sunt în contact cu acesta.
Principalul avantaj al acestei metode este posibilitatea utilizării oricăror produse de curățare umedă sintetice.
Protecția catodică a metalului împotriva coroziunii
Protecția catodă a metalului împotriva coroziunii poate fi atribuită uneia dintre principalele metode active. Esența acestei metode este următoarea: un curent electric cu sarcină negativă este furnizat produsului, polarizând părțile elementelor (afectate de coroziune), apropiindu-le astfel de. Polul pozitiv al sursei de curent este conectat la anod, ceea ce reduce coroziunea structurii la aproape zero. În timp, anodul se defectează, așa că trebuie schimbat în mod regulat.
Protecția catodă poate fi împărțită în mai multe opțiuni:
- polarizare de la o sursă externă de curent electric;
- contact cu un metal care are un potențial electric mai negativ de coroziune liberă într-un anumit mediu;
- scaderea ratei de protectie catodica.
Polarizarea de la o sursă externă de curent electric este folosită destul de des pentru a proteja acele structuri care se află în apă sau în sol. Tipul de protecție împotriva coroziunii prezentat este cel mai bine utilizat pentru staniu, zinc, aluminiu, cupru, titan, plumb și oțel (crom ridicat, carbon, aliaj).
Stațiile de protecție catodică, constând dintr-un redresor, electrozi de împământare anodici, o sursă de curent pentru structura protejată, un electrod de referință și un cablu anodic, acționează ca o sursă de curent externă.
Protecția anticorozivă catodică poate fi utilizată atât independent, cât și într-o formă suplimentară. Trebuie remarcat faptul că metoda de protecție catodică are și dezavantaje. Acestea includ riscul de supraprotecție, adică a existat o schimbare mare a potențialului obiectului protejat în direcția negativă, ceea ce aduce cu sine distrugerea straturilor de protecție, fisurarea coroziunii și fragilizarea metalului cu hidrogen.
Protectie de protectie a metalului impotriva coroziunii
Protecția de protecție împotriva coroziunii este un fel de protecție catodică. La utilizarea acestui tip de protecție, un metal care are un potențial electric mai negativ este atașat de structură sau metal. În cursul acesteia, procesul de distrugere este observat nu al structurii în sine, ci al benzii de rulare. După o anumită perioadă, protectorul devine corodat și trebuie înlocuit cu unul nou.
Protecția benzii de rulare este folosită cel mai adesea în cazurile în care există o mică rezistență tranzitorie între protector și mediu.
Protectorii diferă unul de celălalt în ceea ce privește razele de acțiune de protecție. Acestea sunt determinate de distanța maximă posibilă la care este posibilă îndepărtarea protectorului, cu condiția menținerii efectului de protecție.
Acest tip de protecție este utilizat cel mai adesea în cazurile în care este imposibil sau dificil (costisitor) să se alimenteze cu curent o structură metalică. Protectorii pot fi utilizați pentru a proteja structurile în medii neutre, cum ar fi apa de mare, apa râului, aerul, solul și altele asemenea.
Protectoarele sunt fabricate din urmatoarele metale: zinc, aluminiu, magneziu, fier. În ceea ce privește metalele pure, acestea nu sunt capabile să îndeplinească pe deplin funcțiile de protecție care le-au fost atribuite și, prin urmare, necesită aliaje suplimentare la fabricarea protectorilor.
Sunt descrise metode practice, precum și o listă de instrumente și produse potrivite pentru utilizare la curățarea unei băi acrilice.
Din toate cele de mai sus, putem concluziona că știința modernă a coroziunii metalelor, precum și lupta împotriva acesteia, are destul de mult succes. Până în prezent, în producția multor țări sunt introduse volume noi, tot mai mari de produse metalice, și, ca urmare, pierderile cresc în fiecare an sub formă de milioane de tone de metal corodat și pierderi uriașe de bani care au fost cheltuite pentru luptă. coroziune. Toate acestea sugerează că cercetarea științifică în acest domeniu este extrem de relevantă și importantă.
Problema protejării metalelor împotriva coroziunii a apărut aproape de la începutul utilizării lor. Oamenii au încercat să protejeze metalele de acțiunea atmosferică cu ajutorul grăsimilor, uleiurilor și, ulterior, acoperirea cu alte metale și, mai ales, cu staniu cu punct de topire scăzut. În scrierile istoricului grec antic Herodot (secolul al V-lea î.Hr.), există deja o mențiune despre utilizarea staniului pentru a proteja fierul de coroziune.
Sarcina chimiștilor a fost și rămâne de a elucida esența fenomenelor de coroziune, de a dezvolta măsuri care să prevină sau să încetinească cursul acestuia. Coroziunea metalelor se realizează în conformitate cu legile naturii și, prin urmare, nu poate fi eliminată complet, ci poate fi doar încetinită.
În funcție de natura coroziunii și de condițiile de apariție a acesteia, se folosesc diferite metode de protecție. Alegerea uneia sau alteia metode este determinată de eficacitatea acesteia în acest caz particular, precum și de fezabilitatea economică.
aliere
Există o modalitate de a reduce coroziunea metalelor, care nu poate fi atribuită strict protecției. Această metodă este de a obține aliaje, care se numește aliere. În prezent, un număr mare de oțeluri inoxidabile au fost create prin adăugarea fierului de nichel, crom, cobalt etc.. Într-adevăr, astfel de oțeluri nu ruginesc, dar se produce coroziunea la suprafață, deși într-un ritm scăzut. S-a dovedit că atunci când se folosesc aditivi de aliaj, rezistența la coroziune se modifică brusc. S-a stabilit o regulă, numită regula lui Tammann, conform căreia se observă o creștere bruscă a rezistenței la coroziune a fierului odată cu introducerea unui aditiv de aliere în cantitate de 1/8 fracție atomică, adică un atom de aditiv de aliere. cade pe opt atomi de fier. Se crede că, cu un astfel de raport de atomi, are loc aranjarea lor ordonată în rețeaua cristalină a soluției solide, ceea ce împiedică coroziunea.
Filme protectoare
Una dintre cele mai comune modalități de a proteja metalele împotriva coroziunii este aplicarea foliilor de protecție pe suprafața lor: lac, vopsea, email și alte metale. Acoperirile de vopsea sunt cele mai accesibile pentru o gamă largă de oameni. Lacurile și vopselele au permeabilitate scăzută la gaz și vapori, proprietăți hidrofuge, astfel încât împiedică accesul la suprafața metalică a apei, oxigenului și componentelor agresive conținute în atmosferă. Acoperirea suprafeței metalice cu un strat de vopsea nu exclude coroziunea, ci servește doar ca o barieră pentru aceasta, ceea ce înseamnă că doar încetinește procesul de coroziune. De aceea, calitatea acoperirii este importantă - grosimea stratului, porozitatea, uniformitatea, permeabilitatea, capacitatea de a se umfla în apă, puterea de aderență (aderență). Calitatea stratului de acoperire depinde de minuțiozitatea pregătirii suprafeței și de metoda de aplicare a stratului protector. Calcarul și rugina trebuie îndepărtate de pe suprafața metalului acoperit. În caz contrar, vor preveni o bună aderență a stratului de acoperire la suprafața metalică. Calitatea slabă a acoperirii este adesea asociată cu o porozitate crescută. Apare adesea în timpul formării unui strat protector ca urmare a evaporării solventului și a eliminării produselor de întărire și degradare (în timpul îmbătrânirii filmului). Prin urmare, de obicei se recomandă aplicarea nu a unui strat gros, ci a mai multor straturi subțiri de acoperire. În multe cazuri, o creștere a grosimii stratului de acoperire duce la o slăbire a aderenței stratului protector la metal. Cavitățile de aer și bulele provoacă un rău mare. Ele se formează atunci când calitatea operației de acoperire este scăzută.
Pentru a reduce umecbilitatea cu apă, vopselele sunt uneori, la rândul lor, protejate cu compuși de ceară sau compuși organosiliciici. Lacurile și vopselele sunt cele mai eficiente în protejarea împotriva coroziunii atmosferice. În cele mai multe cazuri, acestea nu sunt adecvate pentru protecția structurilor și structurilor subterane, deoarece este dificil să se prevină deteriorarea mecanică a straturilor de protecție la contactul cu solul. Experiența arată că durata de viață a vopselei în aceste condiții este scurtă. S-a dovedit a fi mult mai practic să folosiți straturi groase de gudron de cărbune (bitum).
În unele cazuri, pigmenții de vopsea joacă și rolul de inhibitori de coroziune (inhibitorii vor fi discutați mai târziu). Acești pigmenți includ cromați de stronțiu, plumb și zinc (SrCrO4, PbCrO4, ZnCrO4).
Grunduri și fosfatare
Grunduile sunt adesea aplicate sub stratul de vopsea. Pigmenții incluși în compoziția sa trebuie să aibă și proprietăți inhibitoare. Pe măsură ce apa trece prin stratul de grund, ea dizolvă o parte din pigment și devine mai puțin corozivă. Dintre pigmenții recomandați pentru soluri, plumbul roșu Pb3O4 este recunoscut ca fiind cel mai eficient.
În loc de grund, uneori se realizează acoperirea cu fosfat a suprafeței metalice. Pentru a face acest lucru, soluțiile de ortofosfați de fier (III), mangan (II) sau zinc (II) care conțin acid ortofosforic H3PO4 însuși sunt aplicate pe o suprafață curată cu o perie sau un pulverizator. În condiții de fabrică, fosfatarea se efectuează la 99-970 C timp de 30-90 de minute. Metalul care se dizolvă în amestecul fosfatat și oxizii care rămân pe suprafața acestuia contribuie la formarea învelișului de fosfat.
Au fost dezvoltate mai multe preparate diferite pentru fosfatarea suprafeței produselor din oțel. Cele mai multe dintre ele constau dintr-un amestec de mangan și fosfați de fier. Poate cel mai comun preparat este majef, un amestec de dihidrofosfați de mangan Mn(H2PO4)2, fier Fe(H2PO4)2 și acid fosforic liber. Numele medicamentului este format din primele litere ale componentelor amestecului. În aparență, Majef este o pulbere fin cristalină de culoare albă, cu un raport între mangan și fier de la 10:1 la 15:1. Este format din 46-52% P2O5; nu mai puțin de 14% Mn; 0,3-3% Fe. Când este fosfatat cu mazhef, un produs din oțel este plasat în soluția sa, încălzit la aproximativ o sută de grade. În soluție, fierul se dizolvă de la suprafață cu eliberarea de hidrogen, iar la suprafață se formează un strat protector dens, durabil și solubil în apă de mangan gri-negru și fosfați de fier. Când grosimea stratului atinge o anumită valoare, dizolvarea ulterioară a fierului se oprește. O peliculă de fosfați protejează suprafața produsului de precipitațiile atmosferice, dar nu este foarte eficient împotriva soluțiilor sărate și chiar a soluțiilor slab acide. Astfel, o peliculă de fosfat poate servi doar ca grund pentru aplicarea succesivă a straturilor organice de protecție și decorative - lacuri, vopsele, rășini. Procesul de fosfatare durează 40-60 de minute. Pentru accelerarea acesteia se introduc in solutie 50-70 g/l azotat de zinc. În acest caz, timpul este redus de 10-12 ori.
Protecție electrochimică
În condiții de producție, se folosește și o metodă electrochimică - tratarea produselor cu curent alternativ într-o soluție de fosfat de zinc la o densitate de curent de 4 A / dm2 și o tensiune de 20 V și la o temperatură de 60-700 C. Acoperiri cu fosfat sunt o rețea de fosfați metalici strâns legate de suprafață. Prin ele însele, acoperirile cu fosfat nu oferă o protecție fiabilă împotriva coroziunii. Sunt folosite în principal ca bază pentru vopsire, oferind o bună aderență a vopselei pe metal. În plus, stratul de fosfat reduce daunele provocate de coroziune cauzate de zgârieturi sau alte defecte.
acoperiri de silicat
Pentru a proteja metalele împotriva coroziunii, se folosesc emailuri vitroase și de porțelan, al căror coeficient de dilatare termică trebuie să fie apropiat de cel al metalelor acoperite. Emailarea se realizează prin aplicarea unei suspensii apoase pe suprafața produselor sau prin pulbere uscată. Mai întâi, se aplică un strat de grund pe suprafața curățată și se arde într-un cuptor. În continuare, se aplică un strat de smalț tegumentar și se repetă arderea. Cele mai comune emailuri vitroase sunt transparente sau stinse. Componentele lor sunt SiO2 (masa de bază), B2O3, Na2O, PbO. În plus, se introduc materiale auxiliare: oxidanți ai impurităților organice, oxizi care favorizează aderența smalțului la suprafața de emailat, amortizoare, coloranți. Materialul smalț este obținut prin topirea componentelor inițiale, măcinarea în pulbere și adăugarea a 6-10% argilă. Straturile de email sunt aplicate in principal pe otel, dar si pe fonta, cupru, alama si aluminiu.
Emailurile au proprietăți de protecție ridicate, care se datorează impermeabilității lor la apă și aer (gaze) chiar și la contact prelungit. Calitatea lor importantă este rezistența ridicată la temperaturi ridicate. Principalele dezavantaje ale straturilor de email includ sensibilitatea la șocuri mecanice și termice. În cazul utilizării prelungite, pe suprafața straturilor de smalț poate apărea o rețea de fisuri, care oferă umiditate și aer acces la metal, în urma căreia începe coroziunea.
Timp de zeci de sute de ani, omenirea a ridicat o mare varietate de tehnologie în jurul ei. Dar epoca în care oamenii au învățat cum să extragă și să prelucreze metalul a servit drept început pentru o dezvoltare atât de largă. Datorită proprietăților sale, a devenit posibil să se ajungă la cote mari în tehnologie, să se construiască vehicule care ar putea livra unei persoane în cealaltă parte a lumii, arme pentru a se apăra. Dar acum tehnologia a atins un asemenea nivel încât unele mecanisme creează altele.
În ciuda faptului că metalul este în centrul tuturor (sau aproape tuturor) tehnologiei, nu este cel mai perfect material. Odată cu trecerea timpului și influența mediului asupra acestuia, se pretează la ruginire. Acest fenomen provoacă mai multe daune acestui material și, ca urmare, înrăutățește funcționarea echipamentelor, ceea ce poate duce adesea la un accident sau un dezastru. Acest articol va explica totul despre ruginirea oțelului, cum are loc acest proces și ce trebuie făcut pentru a-l evita (sau elimina).
Ce este rugina?
„Rugina” - acesta este numele oricărui fel de distrugere a acestui material în viața de zi cu zi. Mai exact, acestea sunt înroșirile care se formează pe metal după reacția cu oxigenul. Oxidarea afectează negativ acest material, făcându-l casant, marginile libere și reducându-i duritatea, precum și performanța.
Prin urmare, multe plante folosesc diferite formulări pentru a reduce frecarea, a proteja împotriva coroziunii și a altor influențe negative ale mediului. Mai multe despre asta mai târziu. Pentru a trece la protejarea împotriva unei astfel de expuneri, înțelegeți ușor cum „putrezirea” afectează oțelul și cum îi distruge rețeaua cristalină.
Distrugerea naturală poate provoca o varietate de daune:
- Daune complete;
- Încălcarea densității rețelei cristaline;
- Daune selective;
- Subterană.
În funcție de natura avariei, pot fi adoptate diferite metode de tratare a coroziunii. Fiecare dintre posibilele daune dăunează în felul său și este inacceptabilă în diferite domenii ale tehnologiei și producției. În sectorul energetic, o astfel de distrugere este, în general, inacceptabilă (acest lucru poate duce la scurgeri de gaze, răspândirea radiațiilor și așa mai departe).
Clip video despre ce este rugina și cum să te protejezi de ea:
Expunerea la rugina
Pentru a selecta în mod eficient mecanismele care să contracareze distrugerea structurii metalice, este necesar să înțelegem cum funcționează rugina în sine. Poate fi de două tipuri: chimică și electrochimică.
Primul - chimic - poate fi atribuit procesului prin care fața probei este distrusă pur și simplu sub influența mediului (gazele cel mai adesea). O astfel de rugină pe metal durează foarte mult să se formeze și este de obicei foarte ușor de evitat. Piesa trebuie curățată și aplicate straturi anticorozive (vopsele, lacuri etc.).
În plus, acest proces de deteriorare a fierului are loc în medii umede, umede, precum și în contact cu substanțe organice, precum uleiul, de exemplu. Ultimul caz este deosebit de important de luat în considerare, deoarece rugina pe platformele petroliere este inacceptabilă.
Coroziunea electrochimică este mai rară și apare în electroliți. Doar în acest caz, nu mediul este important, ci curentul care se produce în urma electrizării. El este cel care distruge metalul și suprafața lui (în cea mai mare parte). Prin urmare, poate fi ușor de distins prin suprafața sfărâmicioasă a metalului.
Pentru a proteja metalul de rugină, trebuie să țineți cont de toate aceste caracteristici.
Cum să creați protecția potrivită?
Coroziunea metalelor și metodele de protecție sunt strâns legate. Prin urmare, toate procesele de protecție pot fi împărțite în doar două grupuri: îmbunătățirea metalului în timpul producției și aplicarea protecției în timpul funcționării. Prima include modificări ale compoziției chimice, care vor face piesa mai rezistentă la influențele mediului. Astfel de echipamente sau articole nu au nevoie de protecție suplimentară.
Al doilea grup de protecție include diferite acoperiri și izolații ale procesului de lucru. Există mai multe modalități de a evita distrugerea: evitați mediul care o provoacă sau adăugați ceva care vă va ajuta să scăpați de răspândirea daunelor metalice, indiferent de mediu și mediu. Acasă, este posibilă doar a doua opțiune, deoarece o persoană fără echipamente speciale, cuptor și alte lucruri pur și simplu nu poate influența un produs deja finit.
Cum să te pregătești pentru rugină
În timpul creării produselor metalice, există două moduri de a elimina coroziunea sau de a minimiza apariția acesteia. Pentru a face acest lucru, în structură se adaugă substanțe (zinc, cupru și așa mai departe) care sunt rezistente la gaze și alți iritanți negativi. De asemenea, puteți găsi adesea efectul opus.
După cum sa menționat deja, există un astfel de tip de coroziune ca selectiv. Distruge anumite articole din magazinul de articole. După cum știți, un metal este format din diferiți atomi care formează elemente, fiecare dintre acestea fiind susceptibil la influențe negative într-o măsură diferită. De exemplu, în fier este sulf. Pentru ca o parte din acest material să servească cât mai mult posibil, sulful este îndepărtat din compoziția sa chimică, de la care începe separarea selectivă a structurii. Acasă, o metodă atât de fiabilă nu este posibilă.
O altă protecție anticorozivă poate fi în producție. În timpul producției, se aplică acoperiri speciale care vor proteja suprafața de deteriorarea externă a unei reacții chimice. Materialele structurale care sunt utilizate în acest caz pot fi doar în producție, deoarece este aproape imposibil să le achiziționați în domeniul public. În plus, o astfel de aplicare este adesea efectuată pe linii automate, ceea ce crește fiabilitatea și viteza de acoperire a materialului.
Dar indiferent de modul în care metalul este îmbunătățit, acest material va ceda în continuare presiunii negative din cauza umidității, aerului, diferitelor gaze și se va deteriora în timpul funcționării. Prin urmare, este necesară o protecție anticorozivă, care nu numai că o va afecta, ci și o va proteja de lumea exterioară.
Oxigenul joacă un rol important în răspândirea ruginii. Protecția metalelor împotriva coroziunii este, de asemenea, o încetinire, și nu doar o prevenire, a răspândirii unui astfel de fenomen negativ. Pentru a face acest lucru, în structura mediului sunt introduse molecule speciale - inhibitori - care, pătrunzând în suprafața metalului, oferă un fel de scut pentru acesta.
De asemenea, este adesea folosită folie anticoroziune, care poate fi aplicată în diferite moduri. Dar este cel mai ușor (și mai fiabil) atunci când este aplicat prin pulverizare. Pentru aceasta sunt utilizate diverse materiale polimerice, vopsele, emailuri și altele asemenea. De asemenea, ele învăluie piesa și limitează accesul mediului distructiv la ea. Lupta împotriva coroziunii metalelor poate fi foarte diversă, în ciuda asemănării procesului. Acest proces chimic este inevitabil și aproape întotdeauna reușește. De aceea, se depun atât de mult efort pentru prevenirea coroziunii. În acest sens, metodele de protecție pot fi combinate.
Acestea sunt principalele metode de protecție. Sunt populare datorită simplității, fiabilității și confortului lor. Acestea includ, de asemenea, acoperirea cu lacuri și emailuri, dar despre asta puțin mai jos.
Deci, de exemplu, înainte de a aplica vopsea sau email, lucrătorii ung produsul cu un grund, astfel încât vopseaua să „se așeze” mai bine pe suprafață și să nu rămână umezeală între aceasta și produs (pe care grundul o absoarbe). Aceste metode de protejare a metalelor împotriva coroziunii nu sunt întotdeauna realizate în producție. Instrumentele de acasă sunt suficiente pentru a face singur astfel de operațiuni.
Protecția anticorozivă este uneori foarte neobișnuită. De exemplu, când un metal este protejat de altul. La această tehnică se recurge adesea atunci când aliajul chimic nu poate fi schimbat. Suprafața sa este acoperită cu un alt material, care este plin de intercalate cu elemente rezistente la influențele corozive. Acest așa-numit strat anticoroziune ajută la menținerea în siguranță a suprafeței materialului mai sensibil. De exemplu, acoperirea poate fi din crom.
Aceasta include și protecția de protecție a metalelor împotriva coroziunii. În acest caz, suprafața de protejat este acoperită cu un metal care are o conductivitate electrică scăzută (care este una dintre principalele cauze ale coroziunii). Dar acest lucru se aplică atunci când contactul cu mediul este minimizat. Prin urmare, o astfel de protecție a metalelor împotriva ruginii și a altor procese chimice periculoase este utilizată în combinație, de exemplu, cu inhibitori.
Astfel de metode de protecție sunt folosite pentru a evita influențele mecanice. Este dificil de spus cum să protejezi metalul cel mai fiabil. Fiecare metodă poate da rezultate pozitive.
Cum să obțineți o acoperire bună?
Nu este întotdeauna responsabilitatea producătorilor să protejeze metalul împotriva coroziunii. Adesea, trebuie să aveți grijă singur de un astfel de produs, iar apoi cea mai bună schemă pentru îmbunătățirea durabilității piesei este acoperirea.
În primul rând, trebuie să fie complet curat. „Murdar” include:
- Reziduu de ulei
- oxizi
Eliminați-le corect și complet. De exemplu, trebuie să luați un lichid special pe bază de alcool sau benzină, astfel încât apa să nu deterioreze suplimentar structura. În plus, umezeala poate rămâne pe suprafață, iar vopseaua aplicată deasupra ei pur și simplu nu își va îndeplini funcțiile.
Într-un mediu închis (între suprafață și vopsea), coroziunea fierului se va dezvolta și mai activ, astfel încât o astfel de protecție a metalului împotriva coroziunii îl va dăuna mai degrabă decât să-l ajute. Prin urmare, este important să evitați și umezeala. După îndepărtarea murdăriei, aceasta trebuie uscată.
După aceea, puteți aplica stratul dorit. Dar totuși este cel mai bun mod de a vă proteja împotriva ruginii acasă. Deși există diferite moduri de a proteja metalele împotriva coroziunii, ar trebui să vă amintiți întotdeauna că utilizarea lor incorect poate duce la probleme. Prin urmare, nu este nevoie să veniți cu ceva extraordinar, este mai bine să folosiți metode deja dovedite și fiabile de protecție a metalelor împotriva coroziunii.
De asemenea, merită remarcat faptul că suprafața unității poate fi procesată în mai multe moduri:
- Chimic
- electrochimic
- Mecanic
Aceasta din urmă este cea mai simplă metodă de a opri coroziunea. Primele două elemente din listă sunt procese mai complexe (în termeni tehnici), din care protecția împotriva coroziunii devine mai fiabilă. La urma urmei, ei degresează metalul, ceea ce îl face mai convenabil pentru aplicarea unui strat de protecție pe acesta. Nu trebuie să treacă mai mult de 6-7 ore înainte de acoperire, deoarece în acest timp contactul cu mediul va „restaura” rezultatul anterior care a fost înainte de procesare.
Protecția împotriva coroziunii trebuie efectuată - în cea mai mare parte - la fabrică și în timpul producției. Dar nu trebuie să te bazezi singur pe ea. Nici un agent anticoroziv de casă nu va strica.
Este posibil să scapi definitiv de coroziune?
În ciuda simplității răspunsului, acesta ar trebui să fie detaliat. Coroziunea și protecția metalelor împotriva coroziunii nu pot fi separate unele de altele, deoarece se bazează pe compoziția chimică atât a produsului în sine, cât și a atmosferei înconjurătoare. Nu e de mirare că metodele de combatere a coroziunii se bazează tocmai pe acești indicatori. Ele fie elimină particulele „slabe” ale rețelei cristaline (sau îi adaugă incluziuni mai fiabile), fie ajută la „ascunderea” suprafeței produsului de gaze și influențe externe.
Protecția împotriva coroziunii nu este deloc complicată. Se bazează pe chimie simplă și pe legile fizicii, care indică, de asemenea, că este imposibil să se evite orice proces în interacțiunea elementelor. Protecția anti-coroziune reduce probabilitatea unui astfel de rezultat, crește durabilitatea metalului, dar totuși - nu îl salvează complet. Oricare ar fi, trebuie să fie actualizat, îmbunătățit și combinat și ar trebui folosite metode suplimentare de protecție a metalelor împotriva coroziunii.
Este posibil să spuneți cum să preveniți coroziunea, dar nu merită să vă străduiți să vă asigurați că fierul nu este deloc supus acesteia. Acoperirea se pretează și puterii distructive a lumii înconjurătoare, iar dacă aceasta nu este monitorizată, gazele și umezeala vor ajunge la suprafața protejată care este ascunsă sub ea. Coroziunea și protecția metalelor sunt esențiale (atât în producție, cât și în timpul funcționării), dar trebuie și tratate cu înțelepciune.
Coroziunea provoacă pierderi uriașe. Ca urmare, produsele metalice își pierd proprietățile tehnice valoroase. Prin urmare, măsurile de control al coroziunii sunt foarte importante.
Sunt foarte diverse și includ următoarele metode:
1. Acoperiri de protecție ale suprafețelor din metale. Sunt metalice și nemetalice. Acoperirile metalice, la rândul lor, se împart în: galvanice; obtinut prin scufundare in topitura; placare metalica; difuziune şi depus izotermic. Acoperirile nemetalice sunt: silicate (emailate); fosfat; ceramică, polimer: vopsea și pulbere.
4. Deoxigenarea apei.
5. Crearea aliajelor cu proprietăți anticorozive.
Galvanizarea metalului izolează metalul de mediul extern. Se aplică electrolitic, selectând compoziția electrolitului, densitatea curentului și temperatura medie. Metoda face posibilă obținerea unor straturi fiabile de metale foarte subțiri (zinc, nichel, crom, plumb, cositor, cupru, cadmiu etc.) și este economică. Acoperirea produselor din fier cu acestea și alte metale, pe lângă protecție, le conferă un aspect frumos.
Curățarea temeinică a produsului acoperit de contaminare este una dintre condițiile importante pentru obținerea unui strat de înaltă calitate. Contaminanții includ: grăsimi, uleiuri și oxizi. Suprafața de acoperit este prelucrată în trei moduri: mecanic (slefuire, nisip și sablare), chimic și electrochimic (degresare, gravare și lustruire electrochimică). Depozitarea produselor preparate înainte de acoperire nu mai mult de 4 - 6 ore.
De exemplu, fierul de acoperiș este protejat împotriva coroziunii de zinc. Zincul, deși este un metal mai activ decât fierul, este acoperit la exterior cu o peliculă de oxid protector. Când este deteriorat, apare o pereche galvanică fier-zinc. Catodul (pozitiv) este fier, anodul (negativ) este zinc. Electronii se deplasează de la zinc la fier, zincul se dizolvă, dar fierul rămâne protejat până când stratul de zinc este complet distrus.
De exemplu, acoperirile de zinc și staniu sunt aplicate prin metoda de scufundare a pieselor într-o topitură. Stratul protector (d = 10 - 50 µm) are aderență de difuzie la substrat. Dezavantajele metodei sunt dificultatea de a obține o grosime uniformă a acoperirii, precum și consumul mare de metal, care, de exemplu, atunci când se utilizează zinc pentru un strat de 25 µm grosime, este de până la 600 g/m2.
Metoda de protecție prin difuzie se bazează pe o modificare a compoziției chimice și de fază a stratului de suprafață al metalului atunci când elementele adecvate intră în el, care asigură rezistență la coroziune. Oțelul de coroziune atmosferică este conservat prin galvanizare, aluminizarea este folosită pentru a proteja împotriva oxidării la temperaturi ridicate. Acoperirile de silicon (siliconizare) sunt folosite pentru a proteja metalele rezistente la căldură, borarea - pentru a crește rezistența la uzură și rezistența.
Placarea metalică este utilizată pentru fabricarea tablelor bimetalice precum oțel-nichel, oțel-titan, oțel-cupru, oțel-aluminiu. Se realizează prin metode de deformare plastică la cald a îmbinării, suprafață cu arc electric și electrozgură, sudare prin explozie.
Acoperirile pulverizate sunt obținute prin metode termice, cu plasmă, detonare și vid. În acest caz, metalul este pulverizat în fază lichidă sub formă de picături și depus pe suprafața de acoperit. Metoda este simplă, permite obținerea de straturi de orice grosime cu o bună aderență la metalul de bază. În metoda cu vid, materialul de acoperire este încălzit până la o stare de vapori, iar fluxul de vapori se condensează pe suprafața produsului.
Metodele de pulverizare vă permit să protejați structurile prefabricate. Cu toate acestea, consumul de metal în acest caz este foarte semnificativ, iar acoperirea se dovedește a fi poroasă și este necesară etanșarea suplimentară cu rășini termoplastice sau alte materiale polimerice pentru a oferi protecție anticoroziune. La restaurarea pieselor uzate ale mașinii, porozitatea este foarte valoroasă, deoarece servește ca purtător de lubrifianți.
Emailurile de sticla sunt sticla aplicata in strat subtire pe suprafata obiectelor metalice pentru a le proteja impotriva coroziunii, a le da o anumita culoare si a le imbunatati aspectul, a crea o suprafata reflectorizanta etc.
Productia produselor emailate cuprinde urmatoarele operatii: sinteza-topirea la temperatura inalta a paharelor emailate (frite); prepararea pulberilor și suspensiilor din acestea; pregătirea suprafeței produselor metalice și emailarea proprie - aplicarea unei suspensii pe suprafața metalului, uscarea și topirea sticlei sub formă de pulbere într-un strat.
Produsele din oțel sunt de obicei acoperite cu email șlefuit de două sau trei ori. Grosimea totală a stratului rezultat este în medie de 1,5 mm. După uscarea solului rezultat la o temperatură de 90 - 100 ° C, piesa este apoi arsă la 850 - 950 ° C. Pentru a crește durabilitatea straturilor de email ale țevilor de oțel în ingineria energiei termice, acestea sunt aplicate peste un strat de aluminiu pulverizat.
Fosfatarea produselor din oțel se bazează pe formarea de fosfați de fier, zinc și mangan, insolubili în apă, cu doi și trei substituiți. Ele se formează atunci când produsele sunt scufundate într-o soluție diluată de acid fosforic cu adăugarea de fosfați monosubstituiți ai metalelor de mai sus. Stratul de fosfat rezultat aderă bine la baza metalică. Aceste acoperiri sunt poroase, deci trebuie să fie în plus lăcuite sau vopsite. Grosimea straturilor de fosfat este de 10 - 20 microni. Fosfatarea trebuie făcută prin scufundare sau pulverizare.
Ca protecție ceramică sunt utilizate acoperiri pe bază de oxizi ai unor elemente p, de asemenea silicioase, aluminosilicate, magnezie, carborundum și altele. Au fost dezvoltate noi materiale, numite cermet. Acestea sunt amestecuri ceramică-metal sau combinații de metale cu ceramică, de exemplu, Al - Al2O3 (SAP), V - Al - Al2O3 (bara de combustibil). Ei găsesc aplicație în construcția reactorului. În comparație cu ceramica simplă, cermeturile au rezistență și ductilitate mai mari, au o rezistență foarte mare la șocuri mecanice și termice.
Straturile de lac se aplica: prin pulverizare cu aer, presiune mare si in camp electric; galvanizare, flux, scufundare, role, perii etc. Uscarea artificială a vopselelor se poate realiza cu aer cald, în camere, radiații infraroșii și ultraviolete.
Aplicarea straturilor de pulberi polimerice se realizează prin pulverizare cu flacără de gaz, vortex și electrostatică. La o temperatură de 650-700 °C, polimerul sub formă de pulbere se înmoaie și, la impactul cu suprafața piesei pregătite și încălzită la temperatura de presiune a polimerului, aderă la acesta, formând o acoperire continuă. Polietilena, clorura de polivinil, fluoroplastele, nailonul și alte materiale polimerice sunt utilizate cu succes pentru pulverizare.
Pentru protecția catodică a oțelului în sol și soluții apoase neutre, potențialul minim este de 770 - 780 mV. Oferă simultan izolarea foliei a suprafeței produsului împotriva contactului cu un mediu coroziv.
Protecția anodului este utilizată numai pentru echipamentele realizate din aliaje care sunt predispuse la pasivare în această soluție de proces. Coroziunea acestor aliaje în stare inertă are loc mult mai lent. Se folosește o sursă de curent continuu cu un regulator automat al potențialului de polarizare anodic al metalului protejat.
În funcție de agresivitatea mediului, catozii din fontă siliconică, molibden, aliaje de titan și oțeluri inoxidabile sunt utilizați pentru protecția anodului. Așa sunt protejate schimbătoarele de căldură din oțel inoxidabil care funcționează în acid sulfuric 70 - 90% la o temperatură de 100 -120 ° C.
Inhibitorii de coroziune sunt substanțe care încetinesc rata de distrugere a produselor metalice. Chiar și în cantități mici, ele reduc semnificativ rata ambelor mecanisme de coroziune. Sunt introduse într-un mediu agresiv de lucru sau aplicate pe piese. Ele sunt adsorbite pe suprafața metalului, interacționează cu aceasta cu formarea de pelicule de protecție și astfel previne apariția proceselor distructive. Unii antioxidanți ajută la îndepărtarea oxigenului (sau a altui agent oxidant) din zona de lucru, ceea ce reduce și rata coroziunii.
Mulți compuși anorganici și organici și diverse amestecuri pe baza acestora servesc ca inhibitori. Sunt utilizate pe scară largă în curățarea chimică a cazanelor cu abur de la scară, detartrarea prin spălare cu acid, precum și în depozitarea și transportul acizilor tari anorganici în recipiente din oțel și altele. De exemplu, pentru spălarea cu acid clorhidric a echipamentelor de energie termică, sunt utilizați inhibitori ai mărcilor I-1-A, I-1-B, I-2-B (un amestec de baze piridinice mai mari).
Crearea aliajelor cu proprietăți anticorozive constă în aliarea oțelurilor cu metale precum cromul. În acest caz se obțin oțeluri inoxidabile cu crom rezistente la coroziune. Întărește proprietățile anticorozive ale oțelurilor cu adaos de nichel, cobalt și cupru. Alierea urmărește atingerea rezistenței lor ridicate la coroziune în mediul de lucru și asigurarea unui set dat de caracteristici fizice și mecanice. Alierea oțelurilor cu metale atât de ușor pasivabile precum aluminiul, cromul, nichelul, titanul, wolframul și molibdenul conferă celui dintâi o tendință de pasivare în condiția formării soluțiilor solide.
Pentru a combate ICC-ul oțelurilor austenitice se folosesc următoarele:
a) reducerea conținutului de carbon, care elimină formarea de carburi de crom;
b) introducerea în oțel a metalelor formatoare de carburi (titan și niobiu) mai puternice decât cromul, care leagă carbonul în carburile lor și elimină epuizarea limitelor de granule în crom;
c) călirea oțelurilor de la 1050 - 1100 ° C, care asigură transferul cromului și carbonului într-o soluție solidă pe bază de acestea;
d) recoacere, care îmbogăţeşte zonele de delimitare a boabelor cu crom liber până la nivelul rezistenţei la coroziune cerute.
Întrebări pentru munca independentă. Fundamentele teoriei coroziunii, tipurile de coroziune a metalelor, lupta și protecția echipamentelor electrice împotriva coroziunii Deteriorarea prin radiații a metalelor și aliajelor, lupta împotriva daunelor cauzate de radiații; reparați daunele cauzate de radiații. Sudarea și lipirea în inginerie energetică. Metode, esență, avantaje și dezavantaje. Literatură: Știința materialelor. (Sub redacția generală a lui B.N. Arzamasov și G.G. Mukhin) Ed. a 3-a. revizuită și extinsă. M: Editura MSTU im. N.E. Bauman, 2002.
Problema protejării metalelor împotriva coroziunii a apărut aproape de la începutul utilizării lor. Oamenii au încercat să protejeze metalele de acțiunea atmosferică cu ajutorul grăsimilor, uleiurilor, iar mai târziu prin acoperirea cu alte metale și, mai ales, cu cositor cu punct de topire scăzut. În scrierile istoricului grec antic Herodot (secolul al V-lea î.Hr.), există deja o mențiune despre utilizarea staniului pentru a proteja fierul de coroziune. Sarcina chimiștilor a fost și rămâne de a elucida esența fenomenelor de coroziune, de a dezvolta măsuri care să prevină sau să încetinească cursul acestuia. Coroziunea metalelor se realizează în conformitate cu legile naturii și, prin urmare, nu poate fi eliminată complet, ci poate fi doar încetinită. Există o modalitate de a reduce coroziunea metalelor, care nu poate fi atribuită strict protecției - aceasta este aliajul de metal, adică. aliaje de primire. De exemplu, un număr mare de oțeluri inoxidabile au fost acum create prin adăugarea fierului de nichel, crom, cobalt etc.. Într-adevăr, astfel de oțeluri nu ruginesc, dar se produce coroziunea suprafeței lor, deși într-un ritm scăzut. S-a dovedit că, odată cu adăugarea de aditivi de aliere, rezistența la coroziune se modifică brusc. S-a stabilit o regulă conform căreia se observă o creștere bruscă a rezistenței la coroziune a fierului atunci când se introduce un aditiv de aliere în cantitate de 1/8 fracție atomică, adică. un atom de dopant la opt atomi de fier. Se crede că, cu un astfel de raport de atomi, are loc aranjarea lor ordonată în rețeaua cristalină a soluției solide, ceea ce împiedică coroziunea. Una dintre cele mai comune modalități de a proteja metalele împotriva coroziunii este aplicarea foliilor de protecție pe suprafața lor: lac, vopsea, email și alte metale. Acoperirile de vopsea sunt cele mai accesibile pentru o gamă largă de oameni. Lacurile și vopselele au permeabilitate scăzută la gaz și vapori, proprietăți hidrofuge și, prin urmare, împiedică accesul la suprafața metalică a apei, oxigenului și componentelor agresive conținute în atmosferă. Acoperirea suprafeței metalului cu un strat de vopsea nu exclude coroziunea, ci servește doar ca o barieră pentru aceasta, ceea ce înseamnă că doar încetinește coroziunea. Prin urmare, calitatea acoperirii este importantă - grosimea stratului, continuitatea (porozitatea), uniformitatea, permeabilitatea, capacitatea de a se umfla în apă, puterea de aderență (aderență). Calitatea stratului de acoperire depinde de minuțiozitatea pregătirii suprafeței și de metoda de aplicare a stratului protector. Calcarul și rugina trebuie îndepărtate de pe suprafața metalului acoperit. În caz contrar, vor preveni o bună aderență a stratului de acoperire la suprafața metalică. Calitatea slabă a acoperirii este adesea asociată cu o porozitate crescută. Apare adesea în timpul formării unui strat protector ca urmare a evaporării solventului și a eliminării produselor de întărire și degradare (în timpul îmbătrânirii filmului). Prin urmare, de obicei se recomandă aplicarea nu a unui strat gros, ci a mai multor straturi subțiri de acoperire. În multe cazuri, o creștere a grosimii stratului de acoperire duce la o slăbire a aderenței stratului protector la metal. Cavitățile de aer și bulele provoacă un rău mare. Acestea se formează atunci când calitatea operației de acoperire este slabă.Pentru a reduce umecbilitatea cu apă, vopselele de vopsea sunt uneori, la rândul lor, protejate cu compuși de ceară sau compuși organosiliciici. Lacurile și vopselele sunt cele mai eficiente în protejarea împotriva coroziunii atmosferice. În cele mai multe cazuri, acestea nu sunt adecvate pentru protecția structurilor și structurilor subterane, deoarece este dificil să se prevină deteriorarea mecanică a straturilor de protecție la contactul cu solul. Experiența arată că durata de viață a vopselei în aceste condiții este scurtă. S-a dovedit a fi mult mai practic să folosiți straturi groase de gudron de cărbune (bitum).
În unele cazuri, pigmenții de vopsea acționează și ca inhibitori de coroziune. Acești pigmenți includ cromați de stronțiu, plumb și zinc (SrCrO 4 , PbCrO 4 , ZnCrO 4 ).
Adesea, sub stratul de vopsea se aplică un strat de grund. Pigmenții incluși în compoziția sa trebuie să aibă și proprietăți inhibitoare. Pe măsură ce apa trece prin stratul de grund, ea dizolvă o parte din pigment și devine mai puțin corozivă. Dintre pigmenții recomandați pentru soluri, plumbul roșu Pb3O4 este recunoscut ca fiind cel mai eficient.
În loc de grund, uneori se realizează acoperirea cu fosfat a suprafeței metalice. Pentru a face acest lucru, soluțiile de ortofosfați de fier (III), mangan (II) sau zinc (II) care conțin acid ortofosforic H3PO4 însuși sunt aplicate pe o suprafață curată cu o perie sau un pistol de pulverizare. La noi, în acest scop, o soluție 3% dintr-un amestec de săruri acide Fe (H 2 PO 4) 3 și Mn (H 2 PO 4) 2 cu adăugarea de KNO 3 sau Cu (NO 3) 2 ca acceleratori. este folosit. În condiții de fabrică, fosfatarea se efectuează la 97…99 0 C timp de 30…90 min. Metalul care se dizolvă în amestecul fosfatat și oxizii care rămân pe suprafața acestuia contribuie la formarea învelișului de fosfat.
Au fost dezvoltate mai multe preparate diferite pentru fosfatarea suprafeței produselor din oțel. Cele mai multe dintre ele constau din amestecuri de mangan și fosfați de fier. Poate că cel mai comun medicament este „mazhef” - un amestec de dihidrofosfați de mangan Mn (H 2 PO 4) 2, fier Fe (H 2 PO 4) 2 și acid fosforic liber. Numele medicamentului este format din primele litere ale componentelor amestecului. În aparență, Majef este o pulbere fin cristalină de culoare albă, cu un raport între mangan și fier de la 10:1 la 15:1. Este format din 46…52% P2O5; nu mai puțin de 14% Mn; 0,3...3,0% Fe. Când se fosfatează cu mazhef, un produs din oțel este plasat în soluția sa, încălzit la aproximativ 100 0 C. În soluție, fierul se dizolvă de la suprafață cu eliberarea de hidrogen și un strat protector dens, durabil și slab solubil în apă, de culoare gri. -la suprafata se formeaza mangan negru si fosfati de fier. Când grosimea stratului atinge o anumită valoare, dizolvarea ulterioară a fierului se oprește. O peliculă de fosfați protejează suprafața produsului de precipitațiile atmosferice, dar nu este foarte eficient împotriva soluțiilor sărate și chiar a soluțiilor slab acide. Astfel, pelicula de fosfat poate servi doar ca grund pentru aplicarea ulterioară a straturilor organice de protecție și decorative - lacuri, vopsele, rășini. Procesul de fosfatare durează 40...60 min. Pentru accelerarea fosfatării se introduc în soluție 50...70 g/l azotat de zinc. În acest caz, timpul de fosfatare se reduce de 10...12 ori.
În condiții de producție, se utilizează și o metodă electrochimică - tratarea produselor cu curent alternativ într-o soluție de fosfat de zinc la o densitate de curent de 4 A / dm 2 și o tensiune de 20 V și la o temperatură de 60 ... Prin ele însele, acoperirile cu fosfat nu oferă o protecție fiabilă împotriva coroziunii. Sunt folosite în principal ca bază pentru vopsire, oferind o bună aderență a vopselei pe metal. În plus, stratul de fosfat reduce daunele provocate de coroziune cauzate de zgârieturi sau alte defecte.
Pentru a proteja metalele de coroziune, se folosesc emailuri vitroase și de porțelan - acoperiri de silicat, al căror coeficient de dilatare termică ar trebui să fie apropiat de cel al metalelor acoperite. Emailarea se realizează prin aplicarea unei suspensii apoase pe suprafața produselor sau prin pulbere uscată. Mai întâi, se aplică un strat de grund pe suprafața curățată și se arde într-un cuptor. În continuare, se aplică un strat de smalț tegumentar și se repetă arderea. Cele mai frecvente emailuri vitroase sunt transparente sau decolorate. Componentele lor sunt SiO 2 (masa de bază), B 2 O 3 , Na 2 O, PbO. În plus, se introduc materiale auxiliare: oxidanți ai impurităților organice, oxizi care favorizează aderența smalțului la suprafața de emailat, amortizoare, coloranți. Materialul de emailare se obține prin topirea componentelor inițiale, măcinarea în pulbere și adăugarea a 6 ... 10% argilă. Straturile de email sunt aplicate in principal pe otel, dar si pe fonta, cupru, alama si aluminiu.
Emailurile au proprietăți de protecție ridicate, care se datorează impermeabilității lor la apă și aer (gaze) chiar și la contact prelungit. Calitatea lor importantă este rezistența ridicată la temperaturi ridicate. Principalele dezavantaje ale straturilor de email includ sensibilitatea la șocuri mecanice și termice. În cazul utilizării prelungite, pe suprafața straturilor de email poate apărea o rețea de fisuri, care oferă acces la umiditate și aer la metal, în urma căreia începe coroziunea.
Acoperirile de ciment sunt folosite pentru a proteja conductele de apă din fontă și oțel împotriva coroziunii. Deoarece coeficienții de dilatare termică a cimentului Portland și a oțelului sunt apropiați, iar costul cimentului este scăzut, acesta este utilizat pe scară largă în aceste scopuri. Dezavantajul acoperirilor de ciment Portland este același cu acoperirile de smalț - sensibilitate ridicată la șocuri mecanice.
O modalitate obișnuită de a proteja metalele împotriva coroziunii este să le acoperiți cu un strat de alte metale. Metalele de acoperire se corodează într-un ritm scăzut, deoarece sunt acoperite cu o peliculă densă de oxid. Stratul de acoperire se aplică prin diverse metode: imersie pe termen scurt într-o baie de metal topit (acoperire la cald), electrodepunere din soluții apoase de electroliți (acoperire galvanică), pulverizare (metalizare), prelucrare cu pulberi la temperaturi ridicate într-un tambur special ( acoperire prin difuzie), folosind o reacție în fază gazoasă, de exemplu 3CrCl 2 + 2Fe - > 2FeCl 3 + 3Cr (într-un aliaj cu Fe).
Există și alte metode de aplicare a acoperirilor metalice, de exemplu, un fel de metodă de difuzie pentru protejarea metalelor este scufundarea produselor într-o topitură de clorură de calciu CaCl 2, în care metalele aplicate sunt dizolvate.
În producție, depunerea chimică a acoperirilor metalice pe produse este utilizată pe scară largă. Procesul de placare chimică a metalelor este catalitic sau autocatalitic, iar suprafața produsului este catalizatorul. Soluția utilizată pentru placare conține compusul metalului depus și agentul reducător. Deoarece catalizatorul este suprafața produsului, eliberarea metalului are loc exact pe acesta și nu în volumul soluției. În procesele autocatalitice, catalizatorul este un metal depus la suprafață. În prezent, s-au dezvoltat metode de acoperire chimică a produselor metalice cu nichel, cobalt, fier, paladiu, platină, cupru, aur, argint, rodiu, ruteniu și unele aliaje pe bază de aceste metale. Ca agenți reducători se folosesc hipofosfit și borohidrură de sodiu, formaldehida, hidrazina. Desigur, placarea chimică cu nichel nu poate aplica un strat de protecție pe niciun metal. Cel mai adesea, produsele din cupru sunt supuse acestuia.
Acoperirile metalice sunt împărțite în două grupe: rezistente la coroziune și protectoare. De exemplu, pentru acoperirea aliajelor pe bază de fier, primul grup include nichel, argint, cupru, plumb, crom. Sunt mai electropozitive în raport cu fierul; în seria electrochimică a tensiunilor, metalele sunt în dreapta fierului. Al doilea grup include zinc, cadmiu, aluminiu. În ceea ce privește fierul, ele sunt mai electronegative; într-o serie de tensiuni sunt situate în stânga fierului.
În viața de zi cu zi, o persoană întâlnește cel mai adesea acoperiri de fier cu zinc și staniu. Tablă placată cu zinc se numește fier galvanizat, iar placată cu tablă se numește tablă. Primul este folosit în cantități mari pe acoperișurile caselor, iar cutiile de tablă se fac din a doua. Ambele sunt obținute în principal prin tragerea unei foi de fier printr-o topitură a metalului corespunzător. Pentru o durabilitate mai mare, țevile de apă și fitingurile din oțel și fontă cenușie sunt adesea galvanizate și prin scufundare în topitura acestui metal. Acest lucru crește dramatic durata de viață a acestora în apă rece. Interesant este că în apă caldă și fierbinte, durata de viață a țevilor galvanizate poate fi chiar mai mică decât cea a celor negalvanizate.
Testele au arătat că tabla zincată cu o grosime de acoperire de 0,03 mm, ceea ce corespunde la 0,036 g/cm 2 când este acoperită pe ambele părți, durează aproximativ 8 ani pe acoperișurile caselor. Într-o atmosferă industrială (în atmosfera marilor orașe), servește și doar patru ani. Această reducere a duratei de viață se datorează expunerii la acidul sulfuric conținut în aerul orașelor.
Acoperirile de zinc și staniu (precum și alte metale) protejează fierul de coroziune, menținând în același timp continuitatea. Dacă stratul de acoperire este rupt (crăpături, zgârieturi), coroziunea produsului are loc chiar mai intens decât fără acoperire. Acest lucru se datorează „lucrării” elementului galvanic fier - zinc și fier - staniu. Fisurile și zgârieturile sunt umplute cu umiditate și se formează soluții. Deoarece zincul este mai electronegativ decât fierul, ionii săi vor intra de preferință în soluție, iar electronii rămași vor curge către fierul mai electropozitiv, făcându-l catodul.
Ionii de hidrogen (apa) se vor apropia de catodul de fier și se vor descărca, acceptând electroni. Atomii de hidrogen rezultați se combină pentru a forma o moleculă de H2. Astfel, fluxurile de ioni vor fi separate și acest lucru facilitează curgerea procesului electrochimic. Învelișul de zinc va fi expus la dizolvare (coroziune), iar fierul de călcat va fi protejat pentru moment. Zincul protejează electrochimic fierul de coroziune. Metoda de protecție de protecție împotriva coroziunii a structurilor și aparatelor metalice se bazează pe acest principiu.
În prezența umidității, sau mai degrabă în prezența unui electrolit, o celulă galvanică va începe să funcționeze. Un metal mai electronegativ se va dizolva în el, iar structura sau aparatul va fi protejat catodic. Protecția va funcționa până când anodul, un metal mai electronegativ, este complet dizolvat.
Protectia catodica a metalelor impotriva coroziunii este foarte asemanatoare cu protectia benzii de rulare. Putem spune că protecția catodică este o modificare a protecției sacrificiale. În acest caz, structura sau corpul navei este conectată la catodul unei surse de curent continuu și astfel protejată de dizolvare.
În prezența defectelor pe tablă, procesul de coroziune este semnificativ diferit de cel al fierului galvanizat. Deoarece staniul este mai electropozitiv decât fierul, fierul se dizolvă, iar staniul devine catod. Drept urmare, în timpul coroziunii, stratul de staniu este păstrat, iar sub acesta, fierul se corodează activ.
Se crede că aplicarea staniului pe suprafața metalelor (cositorie) era deja stăpânită în epoca bronzului. Acest lucru a fost facilitat de punctul de topire scăzut al staniului. În trecut, cositorirea vaselor din cupru și alamă se desfășura în mod special: lighene, cazane, ulcioare, samovar etc. Produsele de coroziune din tablă sunt inofensive pentru oameni, astfel încât vasele de conserve erau utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi. În secolul XV. în multe țări europene (Germania, Austria, Olanda, Anglia și Franța), vesela din tablă a fost utilizată pe scară largă. Există dovezi că în munții de minereu din Boemia au început să fie făcute linguri, cești, ulcioare și farfurii de tablă încă din secolul al XII-lea.
Fierul conservat este încă folosit în cantități mari pentru fabricarea recipientelor de depozitare a alimentelor (conserve). Cu toate acestea, folia de aluminiu a fost folosită tot mai mult în acest scop în ultimii ani. Ustensilele din zinc și fier galvanizat nu sunt recomandate pentru depozitarea alimentelor. În ciuda faptului că zincul metalic este acoperit cu o peliculă densă de oxid, acesta se dizolvă în continuare. Deși compușii de zinc sunt relativ ușor toxici, ei pot fi nocivi în cantități mari.
Tehnologia modernă include piese și structuri din diferite metale și aliaje. Dacă sunt în contact și intră într-o soluție de electrolit (apă de mare, soluții de orice săruri, acizi și alcalii), atunci se poate forma o celulă galvanică. Cu cât metalul mai electronegativ devine anodul și cu atât mai electropozitiv catodul. Generarea curentului va fi însoțită de dizolvarea (coroziunea) metalului mai electronegativ. Cu cât diferența dintre potențialele electrochimice ale metalelor aflate în contact este mai mare, cu atât rata de coroziune este mai mare.
Utilizarea inhibitorilor este una dintre modalitățile eficiente de combatere a coroziunii metalelor în diverse medii agresive (atmosferice, în apă de mare, în lichide de răcire și soluții sărate, în condiții de oxidare etc.). Inhibitorii sunt substanțe capabile să încetinească sau să oprească procesele chimice în cantități mici. Inhibitorii interacționează cu produșii intermediari ai reacției sau cu situsurile active pe care au loc transformări chimice. Sunt foarte specifice pentru fiecare grup de reacții chimice. Coroziunea metalelor este doar unul dintre tipurile de reacții chimice care sunt susceptibile de acțiunea inhibitorilor. Conform conceptelor moderne, efectul protector al inhibitorilor este asociat cu adsorbția lor pe suprafața metalelor și inhibarea proceselor anodice și catodice.
Primii inhibitori au fost găsiți întâmplător, prin experiență și de multe ori au devenit un secret de clan. Se știe că meșterii din Damasc foloseau soluții de acid sulfuric cu adaos de drojdie de bere, făină și amidon pentru a îndepărta depunerile și rugina. Aceste impurități au fost printre primii inhibitori. Ei nu au permis acidului să acționeze asupra metalului armei, în urma căruia s-au dizolvat doar scara și rugina.
Inhibitorii, fără să se știe, sunt folosiți de mult în Rus'. Pentru a combate rugina, armurierii din Urali preparau „supe de murături” - soluții de acid sulfuric, la care se adăugau tărâțe de făină. Unul dintre cei mai simpli inhibitori ai coroziunii atmosferice a metalelor este nitritul de sodiu NaNO2. Se folosește sub formă de soluții apoase concentrate, precum și soluții îngroșate cu glicerină, hidroxietilceluloză sau carboximetilceluloză. Nitritul de sodiu este utilizat pentru conservarea produselor din oțel și fontă. Pentru prima aplica. 25% soluții apoase, iar pentru a doua - 40%. După prelucrare (de obicei prin scufundare în soluții), produsele sunt ambalate în hârtie de parafină. Soluțiile îngroșate au cel mai bun efect. Perioada de valabilitate a produselor tratate cu soluții îngroșate crește de 3...4 ori față de soluțiile apoase.
Conform datelor din 1980, numărul de inhibitori de coroziune cunoscuți de știință a depășit 5000. Se crede că 1 tonă de inhibitor economisește aproximativ 5000 de ruble în economia națională.
Controlul coroziunii este de mare importanță economică națională. Aceasta este o zonă foarte fertilă pentru aplicarea forței și a abilităților.
