Metodat për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni shkurtimisht. Metodat për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni

Metalet janë përdorur nga njeriu që në kohërat parahistorike, produktet e prodhuara prej tyre janë të përhapura në jetën tonë. Metali më i zakonshëm është hekuri dhe lidhjet e tij. Fatkeqësisht, ato janë të prirura ndaj korrozionit ose ndryshkjes - prishen si rezultat i oksidimit. Mbrojtja në kohë kundër korrozionit ju lejon të zgjasni jetën e shërbimit të produkteve dhe strukturave metalike.

Llojet e korrozionit

Shkencëtarët kanë luftuar me korrozionin për një kohë të gjatë dhe kanë identifikuar disa nga llojet kryesore të tij:

Atmosferike. Oksidimi ndodh për shkak të kontaktit me oksigjenin atmosferik dhe avujt e ujit që përmbahen në të. Prania në ajër e ndotësve në formën e substancave kimikisht aktive përshpejton ndryshkjen.
E lëngshme. Ajo zhvillohet në mjedisin ujor, kripërat që përmban uji, veçanërisht uji i detit, përshpejtojnë shumë oksidimin.
Dheu. Produktet dhe strukturat e vendosura në tokë i nënshtrohen këtij lloji. Përbërja kimike e tokës, ujërat nëntokësore dhe rrymat e rrjedhjes krijojnë një mjedis të veçantë për zhvillimin e proceseve kimike.

Bazuar në mjedisin në të cilin produkti do të funksionojë, zgjidhen metoda të përshtatshme të mbrojtjes nga korrozioni.

Llojet tipike të dëmtimit të ndryshkut

Ekzistojnë llojet e mëposhtme karakteristike të dëmtimit nga korrozioni:

Sipërfaqja është e mbuluar me një shtresë të vazhdueshme të ndryshkur ose copa të veçanta.
Në pjesën u shfaqën zona të vogla ndryshku, duke depërtuar në trashësinë e pjesës.
Në formën e çarjeve të thella.
Një nga komponentët oksidohet në aliazh.
Depërtim i thellë në të gjithë vëllimin.
Të kombinuara.

Për shkak të dukurisë, ato ndahen gjithashtu:

Kimike. Reaksionet kimike me substanca aktive.
Elektrokimike. Pas kontaktit me tretësirat elektrolitike, lind një rrymë elektrike, nën ndikimin e së cilës zëvendësohen elektronet e metaleve, dhe struktura kristalore shkatërrohet me formimin e ndryshkut.

Korrozioni i metalit dhe metodat e mbrojtjes ndaj tij

Shkencëtarët dhe inxhinierët kanë zhvilluar shumë mënyra për të mbrojtur strukturat metalike nga korrozioni.

Mbrojtja nga korrozioni i strukturave industriale dhe ndërtimore, lloje të ndryshme të transportit kryhet me metoda industriale.

Shpesh ato janë mjaft komplekse dhe të shtrenjta. Për të mbrojtur produktet metalike në kushte shtëpiake, përdoren metoda shtëpiake që janë më të përballueshme dhe jo të lidhura me teknologji komplekse.

Industriale

Metodat industriale për mbrojtjen e produkteve metalike ndahen në një numër fushash:

Pasivizimi. Kur shkrihet çeliku, përbërjes së tij shtohen aditivë aliazh si Cr, Mo, Nb, Ni. Ato kontribuojnë në formimin e një filmi oksidi të fortë dhe rezistent kimik në sipërfaqen e pjesës, i cili parandalon hyrjen e gazeve dhe lëngjeve agresive në hekur.
Veshje metalike mbrojtëse. Në sipërfaqen e produktit aplikohet një shtresë e hollë e një elementi tjetër metalik - Zn, Al, Co etj.. Kjo shtresë mbron hekurin nga ndryshkja.
Mbrojtje elektrike. Pranë pjesës që mbrohet vendosen pllaka të bëra nga një element tjetër metalik ose aliazh, të ashtuquajturat anoda. Rrymat në elektrolit rrjedhin nëpër këto pllaka dhe jo përmes pjesës. Kështu mbrohen pjesët nënujore të platformave të transportit detar dhe shpimit.
Frenuesit. Substanca të veçanta që ngadalësojnë apo edhe ndalojnë reaksionet kimike.
Bojë mbrojtëse.
Trajtimit të ngrohjes.

Metodat e mbrojtjes nga korrozioni të përdorura në industri janë shumë të ndryshme. Zgjedhja e një metode specifike të kontrollit të korrozionit varet nga kushtet e funksionimit të strukturës që do të mbrohet.

amvisëri

Metodat shtëpiake për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni reduktohen, si rregull, në aplikimin e veshjeve mbrojtëse të bojës dhe llakut. Përbërja e tyre mund të jetë shumë e larmishme, duke përfshirë:

rrëshira silikoni;
materiale polimerike;
frenuesit;
tallash metalike të vogla.

Konvertuesit e ndryshkut janë një grup i veçantë - përbërës që aplikohen në strukturat tashmë të prekura nga korrozioni. Ata rivendosin hekurin nga oksidet dhe parandalojnë korrozionin e përsëritur. Konvertuesit ndahen në llojet e mëposhtme:

Tokat. Ato aplikohen në sipërfaqen e pastruar, kanë ngjitje të lartë. Ato përmbajnë substanca frenuese në përbërjen e tyre, ato lejojnë ruajtjen e bojës përfundimtare.
Stabilizuesit. Shndërroni oksidet e hekurit në substanca të tjera.
Konvertuesit e oksideve të hekurit në kripëra.
Vajra dhe rrëshira që mbështjellin grimcat e ndryshkut dhe e neutralizojnë atë.

Kur zgjidhni një abetare dhe bojë, është më mirë t'i merrni ato nga i njëjti prodhues. Kështu do të shmangni problemet e përputhshmërisë së bojrave dhe llaqeve.

Bojëra mbrojtëse për metal

Sipas regjimit të temperaturës së funksionimit, bojërat ndahen në dy grupe të mëdha:

konvencionale, e përdorur në temperatura deri në 80 ° C;
rezistente ndaj nxehtësisë.

Sipas llojit të bojrave bazë lidhës janë:

alkid;
akrilik;
epoksi.

Veshjet metalike kanë përparësitë e mëposhtme:

mbrojtje e sipërfaqes me cilësi të lartë kundër korrozionit;
lehtësia e aplikimit;
shpejtësia e tharjes;
shumë ngjyra të ndryshme;
jetë e gjatë shërbimi.

Smaltet e çekiçit janë shumë të njohura, jo vetëm që mbrojnë metalin, por edhe krijojnë një pamje estetike. Bojë argjendi është gjithashtu e zakonshme për përpunimin e metaleve. Pluhur alumini i shtohet përbërjes së tij. Mbrojtja e metaleve ndodh për shkak të formimit të një filmi të hollë të oksidit të aluminit.

Përzierjet epokside me dy komponentë karakterizohen nga forca e jashtëzakonshme e veshjes dhe përdoren për montime me stres të lartë.

Mbrojtje metalike në shtëpi

Për të mbrojtur me siguri produktet metalike nga korrozioni, duhet të kryhet sekuenca e mëposhtme e veprimeve:

pastroni sipërfaqen e ndryshkut dhe bojës së vjetër me një furçë teli ose letër gërryese;
degresoni sipërfaqen;
aplikoni menjëherë një shtresë toke;
pasi të jetë tharë abetarja, aplikoni dy shtresa me bojë bazë.

Kur punoni, përdorni pajisje mbrojtëse personale:

dorashka;
respirator;
syze ose një mburojë transparente.

Metodat për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni janë duke u përmirësuar vazhdimisht nga shkencëtarët dhe inxhinierët.

Metodat për t'i rezistuar proceseve të korrozionit

Metodat kryesore të përdorura për t'i rezistuar korrozionit janë dhënë më poshtë:

rritja e aftësisë së materialeve për t'i rezistuar oksidimit duke ndryshuar përbërjen e tij kimike;
izolimi i sipërfaqes së mbrojtur nga kontakti me media aktive;
ulje e aktivitetit të mjedisit që rrethon produktin;
elektrokimike.

Dy grupet e para të metodave përdoren gjatë prodhimit të strukturës, dhe e dyta - gjatë funksionimit.

Metodat për rritjen e rezistencës

Në përbërjen e aliazhit shtohen elementë që rrisin rezistencën e tij ndaj korrozionit. Çelikë të tillë quhen inox. Ata nuk kërkojnë veshje shtesë dhe dallohen nga pamja e tyre estetike. Nikeli, kromi, bakri, mangani, kobalti në përmasa të caktuara përdoren si aditivë.

Rezistenca e materialeve ndaj ndryshkut rritet gjithashtu duke hequr përbërësit përshpejtues të korrozionit, të tilla si oksigjeni dhe squfuri nga lidhjet e çelikut dhe hekuri nga lidhjet e magnezit dhe aluminit.

Reduktimi i agresivitetit të mjedisit dhe mbrojtja elektrokimike

Për të shtypur proceset e oksidimit, përbërës të veçantë, frenues, shtohen në mjedisin e jashtëm. Ata ngadalësojnë reaksionet kimike me dhjetëra e qindra herë.

Metodat elektrokimike reduktohen në ndryshimin e potencialit elektrokimik të materialit duke kaluar një rrymë elektrike. Si rezultat, proceset e korrozionit ngadalësohen shumë ose madje ndalen plotësisht.

Mbrojtja e filmit

Filmi mbrojtës parandalon hyrjen e molekulave të substancës aktive në molekulat metalike dhe kështu parandalon fenomenet e korrozionit.

Filmat formohen nga bojëra, plastika dhe rrëshira. Veshjet janë të lira dhe të lehta për t'u aplikuar. Ata mbulojnë produktin në disa shtresa. Nën bojë aplikohet një shtresë abetare, e cila përmirëson ngjitjen në sipërfaqe dhe lejon kursimin e bojës më të shtrenjtë. Veshje të tilla shërbejnë nga 5 deri në 10 vjet. Një përzierje e manganit dhe fosfateve të hekurit përdoret ndonjëherë si një abetare.

Veshjet mbrojtëse krijohen edhe nga shtresat e holla të metaleve të tjera: zinku, krom, nikel. Ato aplikohen me elektroplating.

Veshja me një metal me një potencial elektrokimik më të lartë se ai i materialit bazë quhet anodik. Ai vazhdon të mbrojë materialin bazë, duke devijuar oksiduesit aktivë në vetvete, edhe në rast të shkatërrimit të pjesshëm. Veshjet me një potencial më të ulët quhen katodike. Në rast të shkeljes së një shtrese të tillë, ajo përshpejton korrozionin për shkak të proceseve elektrokimike.

Veshja metalike mund të aplikohet edhe me metodën e spërkatjes së plazmës.

Përdoret gjithashtu rrotullimi i përbashkët i fletëve të bazës dhe mbrojtja e metalit të ngrohur në temperaturën e plasticitetit. Nën presion, ndodh difuzioni i ndërsjellë i molekulave të elementeve në rrjetat kristalore të njëra-tjetrës dhe formimi i një materiali bimetalik. Kjo metodë quhet veshja.

Nën ndikimin e faktorëve të jashtëm (lëngjet, gazrat, përbërjet kimike agresive), çdo material shkatërrohet. Metalet nuk bëjnë përjashtim. Proceset e korrozionit nuk mund të neutralizohen plotësisht, por është mjaft e mundur të zvogëlohet intensiteti i tyre, duke rritur kështu jetën e shërbimit të strukturave metalike ose të tjera, të cilat përfshijnë "hekurin".

Metodat e mbrojtjes kundër korrozionit

Të gjitha metodat e mbrojtjes nga korrozioni mund të klasifikohen me kusht si metoda që janë të zbatueshme ose para fillimit të funksionimit të kampionit (grupi 1), ose pas vënies në punë të tij (grupi 2).

Së pari

Rritja e rezistencës ndaj ekspozimit "kimik".
Përjashtimi i kontaktit të drejtpërdrejtë me substanca agresive (izolimi i sipërfaqes).

Së dyti

Ulja e shkallës së agresivitetit të mjedisit (në varësi të kushteve të funksionimit).
Përdorimi i fushave EM (për shembull, "imponimi" i rrymave të jashtme e /, rregullimi i densitetit të tyre dhe një sërë teknikash të tjera).

Përdorimi i një ose një metode tjetër të mbrojtjes përcaktohet individualisht për çdo dizajn dhe varet nga disa faktorë:

lloji i metalit;
kushtet e funksionimit të tij;
kompleksiteti i masave kundër korrozionit;
aftësitë prodhuese;
përshtatshmëri ekonomike.

Nga ana tjetër, të gjitha teknikat ndahen në aktive (që nënkupton një "ndikim" të vazhdueshëm në material), pasive (që mund të përshkruhen si të ripërdorshme) dhe teknologjike (të përdorura në fazën e prodhimit të mostrës).

Aktiv

mbrojtje katodike

Është e këshillueshme që të përdoret nëse mediumi me të cilin metali është në kontakt është përçues elektrik. Materiali furnizohet (sistematikisht ose vazhdimisht) me një potencial të madh “negativ”, gjë që e bën të pamundur në parim oksidimin e tij.

Mbrojtje mbrojtëse

Ai konsiston në polarizimin katodik. Mostra lidhet nga kontakti me një material që është më i ndjeshëm ndaj oksidimit në një mjedis të caktuar përcjellës (shkelje). Në fakt, është një lloj “rrufepritës”, duke marrë përsipër gjithë “negativitetin” që krijojnë substancat agresive. Por një mbrojtës i tillë duhet të zëvendësohet periodikisht me një të ri.

Polarizimi anodik

Përdoret jashtëzakonisht rrallë dhe konsiston në ruajtjen e "inertitetit" të materialit në lidhje me ndikimet e jashtme.

Pasiv (trajtimi i sipërfaqes së metalit)

Krijimi i një filmi mbrojtës

Një nga metodat më të zakonshme dhe me kosto të ulët të kontrollit të korrozionit. Për të krijuar shtresën sipërfaqësore, përdoren substanca që duhet të plotësojnë kërkesat themelore të mëposhtme - të jenë inerte në lidhje me kimikatet/komponimet agresive, të mos përçojnë rrymë elektrike dhe të kenë ngjitje të shtuar (ngjitje të mirë në bazë).

Të gjitha substancat e përdorura në kohën e përpunimit të metaleve janë në gjendje të lëngshme ose "aerosol", gjë që përcakton mënyrën e aplikimit të tyre - lyerje ose spërkatje. Për këtë përdoren bojëra dhe llaqe, mastikë dhe polimere të ndryshme.

Vendosja e strukturave metalike në "pushkat" mbrojtëse

Kjo është tipike për lloje të ndryshme të tubacioneve dhe komunikimeve të sistemeve inxhinierike. Në këtë rast, roli i një izoluesi luhet nga një "shtresë" ajri midis mureve të brendshme të kanalit dhe sipërfaqes metalike.

Fosfatimi

Metalet trajtohen me agjentë të veçantë (oksidues). Ata reagojnë me bazën, duke rezultuar në depozitimin e kimikateve/komponimeve të dobëta të tretshme në sipërfaqen e saj. Një mënyrë mjaft efektive për t'u mbrojtur nga lagështia.

Veshje me materiale më rezistente

Shembuj të përdorimit të kësaj teknike gjenden shpesh në produktet e jetës së përditshme me krom (), me argjend, "të galvanizuar" dhe të ngjashme.

Si opsion - mbrojtje me qeramikë, xhami, veshje me beton, llaç çimentoje (veshje) etj.

Pasivizimi

Çështja është të zvogëlohet në mënyrë drastike aktiviteti kimik i metalit. Për ta bërë këtë, sipërfaqja e saj trajtohet me reagentë të veçantë të përshtatshëm.

Ulja e agresivitetit të mjedisit

Përdorimi i substancave që ulin intensitetin e proceseve të korrozionit (frenuesit).
Tharje me ajër.
Kimikati/pastrimi i tij (nga papastërtitë e dëmshme) dhe një sërë metodash të tjera që mund të përdoren në jetën e përditshme.
Hidrofobizimi i tokës (mbushja, futja e substancave të veçanta në të) për të ulur agresivitetin e tokës.

Trajtimi me pesticide

Përdoret në rastet kur ekziston mundësia e zhvillimit të të ashtuquajturit "biokorozion".

Metodat teknologjike të mbrojtjes

aliazh

Mënyra më e famshme. Çështja është të krijohet një aliazh i bazuar në metal që është inerte në lidhje me ndikimet agresive. Por realizohet vetëm në shkallë industriale.

Siç vijon nga informacioni i dhënë, jo të gjitha metodat e mbrojtjes kundër korrozionit mund të përdoren në jetën e përditshme. Në këtë drejtim, mundësitë e "tregtarit privat" janë dukshëm të kufizuara.

Kushti kryesor për mbrojtjen kundër korrozionit të metaleve dhe lidhjeve është zvogëlimi i shkallës së korrozionit. Është e mundur të zvogëlohet shkalla e korrozionit duke përdorur metoda të ndryshme për mbrojtjen e strukturave metalike nga korrozioni. Ato kryesore janë:

1 Veshje mbrojtëse.

2 Trajtimi i mjedisit gërryes për të reduktuar gërryerjen (veçanërisht me vëllime konstante të mjediseve gërryese).

3 Mbrojtja elektrokimike.

4 Zhvillimi dhe prodhimi i materialeve të reja strukturore me rezistencë të shtuar ndaj korrozionit.

5 Kalimi në një sërë modelesh nga metali në materiale rezistente kimikisht (materiale plastike me molekulare të lartë, qelqi, qeramika, etj.).

6 Projektimi dhe funksionimi racional i strukturave dhe pjesëve metalike.

1. Veshje mbrojtëse

Veshja mbrojtëse duhet të jetë e vazhdueshme, e shpërndarë në mënyrë të barabartë në të gjithë sipërfaqen, e papërshkueshme nga mjedisi, të ketë ngjitje të lartë (fortësi ngjitëse) me metalin, të jetë e fortë dhe rezistente ndaj konsumit. Koeficienti i zgjerimit termik duhet të jetë afër koeficientit të zgjerimit termik të metalit të produktit të mbrojtur.

Klasifikimi i veshjeve mbrojtëse është paraqitur në fig. 43

Veshje mbrojtëse

Veshje metalike jometalike

InorganikOrganikeKatodëAnodë

Figura 43 - Skema e klasifikimit për veshjet mbrojtëse

1.1 Veshje metalike

Aplikimi i veshjeve mbrojtëse metalike është një nga metodat më të zakonshme të kontrollit të korrozionit. Këto veshje jo vetëm që mbrojnë nga korrozioni, por gjithashtu i japin sipërfaqes së tyre një sërë veçorish të vlefshme fizike dhe mekanike: fortësi, rezistencë ndaj konsumit, përçueshmëri elektrike, ngjitje, reflektim, sigurojnë përfundime dekorative të produkteve, etj.

Sipas metodës së veprimit mbrojtës, veshjet metalike ndahen në katodike dhe anodike.

Veshjet katodike kanë më shumë potenciale elektrode pozitive, dhe anodike - më shumë elektronegative në krahasim me potencialin e metalit në të cilin janë depozituar. Kështu, për shembull, bakri, nikeli, argjendi, ari, të depozituar në çelik, janë veshje katodike, dhe zinku dhe kadmiumi në lidhje me të njëjtin çelik janë veshje anode.

Duhet të theksohet se lloji i veshjes varet jo vetëm nga natyra e metaleve, por edhe nga përbërja e mediumit gërryes. Kallaji në lidhje me hekurin në tretësirat e acideve inorganike dhe kripërave luan rolin e një shtrese katode dhe në një numër acidesh organike (ushqim i konservuar) shërben si anodë. Në kushte normale, veshjet katodike mbrojnë mekanikisht metalin e produktit, duke e izoluar atë nga mjedisi. Kërkesa kryesore për veshjet e katodës është poroziteti. Përndryshe, kur produkti zhytet në elektrolit ose kur një shtresë e hollë lagështie kondensohet në sipërfaqen e tij, zonat e ekspozuara (në pore ose çarje) të metalit bazë bëhen anode dhe sipërfaqja e veshjes bëhet katodë. Në vendet e ndërprerjeve, do të fillojë korrozioni i metalit bazë, i cili mund të përhapet nën veshje (Fig. 44 a).

Figura 11 Skema e korrozionit të hekurit me një shtresë katodë poroze (a) dhe anodë (b)

Veshjet e anodës mbrojnë metalin e produktit jo vetëm mekanikisht, por kryesisht elektrokimikisht. Në qelizën galvanike që rezulton, metali i veshjes bëhet një anodë dhe i nënshtrohet korrozionit, dhe zonat e ekspozuara (në pore) të metalit bazë veprojnë si katodë dhe nuk shemben për sa kohë që kontakti elektrik i veshjes me metalin e mbrojtur është mirëmbajtur dhe rrymë e mjaftueshme kalon nëpër sistem (Fig. 4 b). Prandaj, shkalla e porozitetit të veshjeve të anodës, në ndryshim nga veshjet katodike, nuk luan një rol të rëndësishëm.

Në disa raste, mbrojtja elektrokimike mund të bëhet gjatë aplikimit të veshjeve katodike. Kjo ndodh nëse metali i veshjes në lidhje me produktin është një katodë efektive, dhe metali bazë është i prirur për pasivizim. Polarizimi anodik që rezulton pasivizon zonat e pambrojtura (në pore) të metalit bazë dhe e bën të vështirë shkatërrimin e tyre. Ky lloj i mbrojtjes elektrokimike anodike manifestohet për veshjet e bakrit në çeliqet 12X13 dhe 12X18H9T në tretësirat e acidit sulfurik.

Metoda kryesore e aplikimit të veshjeve mbrojtëse metalike është galvanike. Përdoren gjithashtu metodat e difuzionit termik dhe mekanotermik, metalizimi me spërkatje dhe zhytja në shkrirje.Le të analizojmë më hollësisht secilën nga metodat.

1.2 Veshje të elektrizuara.

Metoda galvanike e depozitimit të veshjeve mbrojtëse metalike është bërë shumë e përhapur në industri. Krahasuar me metodat e tjera të aplikimit të veshjeve metalike, ai ka një sërë përparësish serioze: efikasitet të lartë (mbrojtja e metaleve nga korrozioni arrihet me veshje shumë të holla), mundësia e marrjes së veshjeve të të njëjtit metal me veti të ndryshme mekanike, kontrollueshmëri e lehtë e procesi (kontrolli i trashësisë dhe vetive të depozitave metalike nga ndryshimet në përbërjen e elektrolitit dhe mënyrën e elektrolizës), mundësia e marrjes së lidhjeve të përbërjeve të ndryshme pa përdorimin e temperaturave të larta, ngjitja e mirë me metalin bazë, etj.

Disavantazhi i metodës galvanike është trashësia e pabarabartë e veshjes në produktet me një profil kompleks.

Depozitimi elektrokimik i metaleve kryhet në një banjë galvanike me rrymë të vazhdueshme (Fig. 45). Produkti i veshur me metal është i varur në katodë. Si anoda, përdoren pllaka të bëra nga metali i depozituar (anoda të tretshme) ose nga një material i pazgjidhshëm në elektrolit (anoda të patretshme).

Një përbërës i detyrueshëm i elektrolitit është një jon metalik i depozituar në katodë. Përbërja e elektrolitit mund të përfshijë gjithashtu substanca që rrisin përçueshmërinë e tij elektrike, rregullojnë rrjedhën e procesit të anodës, sigurojnë një pH konstant, surfaktantë që rrisin polarizimin e procesit të katodës, aditivë ndriçues dhe nivelues, etj.

Figura 5 Banjë elektrik për depozitimin e metaleve:

1 - trupi; 2 - shtresë e jashtme e ventilimit; 3 - spirale për ngrohje; 4 - izolatorë; 5 – shufra anode; 6 – shufra katodë; 7 - flluskë për përzierjen me ajër të kompresuar

Në varësi të formës në të cilën joni metalik i shkarkimit është në tretësirë, të gjithë elektrolitet ndahen në komplekse dhe të thjeshta. Shkarkimi i joneve komplekse në katodë ndodh me një mbitension më të lartë se shkarkimi i joneve të thjeshta. Prandaj, depozitat e marra nga elektrolitet komplekse janë me kokrriza më të imta dhe të njëtrajtshme në trashësi. Megjithatë, këto elektrolite kanë një efikasitet më të ulët të rrymës metalike dhe densitet më të ulët të rrymës së funksionimit, d.m.th. për nga performanca janë inferiore ndaj elektroliteve të thjeshta, në të cilët joni metalik është në formën e joneve të thjeshta të hidratuar.

Shpërndarja e rrymës mbi sipërfaqen e produktit në një banjë galvanike nuk është kurrë uniforme. Kjo çon në shkallë të ndryshme depozitimi dhe, rrjedhimisht, në trashësi të ndryshme të veshjes në seksione individuale të katodës. Një ndryshim veçanërisht i fortë në trashësi vërehet në produktet me një profil kompleks, i cili ndikon negativisht në vetitë mbrojtëse të veshjes. Uniformiteti i trashësisë së veshjes së depozituar përmirësohet me një rritje të përçueshmërisë elektrike të elektrolitit, një rritje të polarizimit me një rritje të densitetit të rrymës, një ulje të efikasitetit të rrymës së metalit me një rritje të densitetit të rrymës dhe rritja e distancës ndërmjet katodës dhe anodës.

Aftësia e një banje galvanike për të dhënë veshje me trashësi uniforme në një sipërfaqe reliev quhet fuqi shpërndarjeje. Elektrolitet komplekse kanë fuqinë më të lartë të shpërndarjes.

Për mbrojtjen e produkteve nga korrozioni përdoret depozitimi galvanik i shumë metaleve: zinku, kadmiumi, nikeli, kromi, kallaji, plumbi, ari, argjendi etj. Përdoren edhe lidhjet elektrolitike si Cu - Zn, Cu - Sn, Sn - Veshje dy dhe shumështresore.

Mbrojtja më efektive (elektrokimike dhe mekanike) e metaleve me ngjyra nga korrozioni është veshjet anodike me zink dhe kadmium.

Veshjet e zinkut përdoren për të mbrojtur nga korrozioni i pjesëve të makinerive, tubacioneve, fletëve të çelikut. Zinku është një metal i lirë dhe i disponueshëm. Ai mbron produktin kryesor me metoda mekanike dhe elektrokimike, pasi në prani të poreve ose pikave të zhveshura, zinku shkatërrohet dhe baza e çelikut nuk gërryhet.

Mbizotërojnë veshjet e zinkut. Zinku mbron rreth 20% të të gjitha pjesëve të çelikut nga korrozioni, dhe rreth 50% e zinkut të prodhuar në botë përdoret për elektrik.

Vitet e fundit është zhvilluar puna për krijimin e veshjeve mbrojtëse galvanike nga lidhjet me bazë zinku: Zn - Ni (8 - 12% Ni), Zn - Fe, Zn - Co (0.6 - 0.8% Co). Në këtë rast, është e mundur të rritet rezistenca ndaj korrozionit të veshjes me 2-3 herë.

Korrozioni- një proces spontan dhe, në përputhje me rrethanat, duke vazhduar me një ulje të energjisë Gibbs të sistemit. Energjia kimike e reaksionit të shkatërrimit nga korrozioni i metaleve lirohet në formën e nxehtësisë dhe shpërndahet në hapësirën përreth.

Korrozioni çon në humbje të mëdha si rezultat i shkatërrimit të tubacioneve, tankeve, pjesëve metalike të makinerive, trupave të anijeve, strukturave në det, etj. Humbja e pakthyeshme e metaleve nga korrozioni është 15% e prodhimit të tyre vjetor. Qëllimi i kontrollit të korrozionit është ruajtja e burimeve metalike, rezervat botërore të të cilave janë të kufizuara. Studimi i korrozionit dhe zhvillimi i metodave për mbrojtjen e metaleve prej tij janë me interes teorik dhe kanë një rëndësi të madhe ekonomike.

Ndryshkja e hekurit në ajër, formimi i shkallës në temperatura të larta, shpërbërja e metaleve në acide janë shembuj tipikë të korrozionit. Si rezultat i korrozionit, shumë veti të metaleve përkeqësohen: forca dhe duktiliteti ulen, fërkimi midis pjesëve lëvizëse të makinave rritet dhe dimensionet e pjesëve shkelen. Të bëjë dallimin ndërmjet korrozionit kimik dhe elektrokimik.

Kimike, korrozioni– shkatërrimi i metaleve nga oksidimi i tyre në gazra të thatë, në tretësirë jo elektrolite. Për shembull, formimi i shkallës në hekur në temperaturë të lartë. Në këtë rast, filmat e oksidit të formuar në metal shpesh parandalojnë oksidimin e mëtejshëm, duke parandaluar depërtimin e mëtejshëm të gazeve dhe lëngjeve në sipërfaqen e metalit.

korrozioni elektrokimik quhet shkatërrimi i metaleve nën veprimin e çifteve galvanike që dalin në prani të ujit ose një elektroliti tjetër. Në këtë rast, së bashku me procesin kimik - çlirimin e elektroneve nga metalet, ndodh edhe një proces elektrik - transferimi i elektroneve nga një zonë në tjetrën.

Ky lloj korrozioni ndahet në lloje të veçanta: atmosferik, tokësor, korrozioni nën veprimin e rrymës "endacake" etj.

Korrozioni elektrokimik shkaktohet nga papastërtitë që përmbahen në metal, ose heterogjeniteti i sipërfaqes së tij. Në këto raste, kur metali bie në kontakt me elektrolitin, i cili gjithashtu mund të përthithet nga lagështia në ajër, në sipërfaqen e tij shfaqen shumë qeliza mikrogalvanike. . Anodat janë grimca metalike katoda– papastërtitë dhe zonat metalike me një potencial elektrodë më pozitiv. Anoda shpërndahet dhe hidrogjeni lirohet në katodë. Në të njëjtën kohë, reduktimi i oksigjenit të tretur në elektrolit është i mundur në katodë. Prandaj, natyra e procesit katodik do të varet nga disa kushte:

mjedis acid: 2H + + 2ē \u003d H 2 (depolarizimi i hidrogjenit),

О 2 + 4Н + + 4ē → 2Н 2 О

mjedis neutral: O 2 +2H 2 O+4e - \u003d 4OH - (depolarizimi i oksigjenit).

Si shembull, merrni parasysh korrozioni atmosferik hekuri në kontakt me kallaj. Ndërveprimi i metaleve me një pikë uji që përmban oksigjen çon në shfaqjen e një qelize mikrovoltaike, qarku i së cilës ka formën

(-)Fe|Fe 2+ || O 2 , H 2 O| sn (+).

Metali më aktiv (Fe) oksidohet, duke dhuruar elektrone atomeve të bakrit dhe shkon në tretësirë në formën e joneve (Fe 2+). Depolarizimi i oksigjenit ndodh në katodë.

Metodat e mbrojtjes nga korrozioni. Të gjitha metodat e mbrojtjes nga korrozioni mund të ndahen në dy grupe të mëdha: jo elektrokimike(lidhja e metaleve, veshjet mbrojtëse, ndryshimi i vetive të një mjedisi gërryes, dizajni racional i produkteve) dhe elektrokimike(metoda e projektit, mbrojtja katodike, mbrojtja e anodës).

Lidhja e metaleve- kjo është një metodë efektive, megjithëse e shtrenjtë, për të rritur rezistencën ndaj korrozionit të metaleve, në të cilën përbërësit futen në përbërjen e aliazhit që shkaktojnë pasivimin e metalit. Si përbërës të tillë përdoren kromi, nikeli, titani, tungsteni etj.

Veshje mbrojtëse- këto janë shtresa të krijuara artificialisht në sipërfaqen e produkteve dhe strukturave metalike. Zgjedhja e llojit të veshjes varet nga kushtet në të cilat përdoret metali.

Materialet për metalike Veshjet mbrojtëse mund të jenë metale të pastra: zink, kadmium, alumin, nikel, bakër, kallaj, krom, argjend dhe lidhjet e tyre: bronz, tunxh etj. Sipas natyrës së sjelljes së veshjeve metalike gjatë korrozionit, ato mund të ndahen në katodike(për shembull, në çelik Cu, Ni, Ag) dhe anodë(zink në çelik). Veshjet katodike mund të mbrojnë metalin nga korrozioni vetëm në mungesë të poreve dhe dëmtimit të veshjes. Në rastin e veshjes anodike, metali që do të mbrohet luan rolin e një katode dhe për këtë arsye nuk gërryhet. Megjithatë, potencialet e metaleve varen nga përbërja e tretësirave, prandaj, kur përbërja e tretësirës ndryshon, natyra e veshjes gjithashtu mund të ndryshojë. Kështu, veshja e çelikut me kallaj në një tretësirë të H 2 SO 4 është katodike, dhe në një tretësirë të acideve organike është anodike.

Mbrojtës jo metalik Veshjet mund të jenë ose inorganike ose organike. Efekti mbrojtës i veshjeve të tilla reduktohet kryesisht në izolimin e metalit nga mjedisi.

Metoda e mbrojtjes elektrokimike bazuar në frenimin e reaksioneve anodike ose katodike të procesit të korrozionit. Mbrojtja elektrokimike kryhet duke u lidhur me strukturën e mbrojtur (byku i anijes, tubacioni nëntokësor), i vendosur në mjedisin elektrolitik (uji i detit, i tokës), një metal me një vlerë më negative të potencialit të elektrodës - mbrojtës.

Për dhjetëra qindra vjet, njerëzimi ka ngritur një larmi të madhe teknologjie rreth vetes. Por epoka kur njerëzit mësuan se si të minonin dhe përpunonin metal shërbeu si fillim për një zhvillim kaq të gjerë. Falë vetive të tij, u bë e mundur arritja e lartësive të mëdha në teknologji, ndërtimi i automjeteve që mund të dërgonin një person në anën tjetër të botës, armë për t'u mbrojtur. Por tani teknologjia ka arritur një nivel të tillë që disa mekanizma krijojnë të tjerë.

Përkundër faktit se metali është në qendër të të gjithë (ose pothuajse të gjithë) teknologjisë, ai nuk është materiali më i përsosur. Me kalimin e kohës dhe ndikimin e mjedisit në të, ai i nënshtrohet ndryshkjes. Ky fenomen shkakton më shumë dëme në këtë material dhe si rrjedhojë përkeqëson funksionimin e pajisjeve, gjë që shpesh mund të çojë në një aksident ose fatkeqësi. Ky artikull do të shpjegojë gjithçka në lidhje me ndryshkjen e çelikut, si ndodh ky proces dhe çfarë të bëni për ta shmangur (ose eliminuar) atë.

Çfarë është ndryshku?

"Rust" - ky është emri i çdo lloj shkatërrimi të këtij materiali në jetën e përditshme. Konkretisht, këto janë skuqjet që krijohen në metal pas reagimit me oksigjen. Oksidimi ndikon negativisht në këtë material, duke e bërë atë të brishtë, skajet e lirshme dhe zvogëlon fortësinë e tij, si dhe performancën.

Prandaj, shumë bimë përdorin formulime të ndryshme për të reduktuar fërkimin, për të mbrojtur kundër korrozionit dhe ndikimeve të tjera negative mjedisore. Më shumë për këtë më vonë. Për të vazhduar në mbrojtjen kundër një ekspozimi të tillë, kuptoni butësisht se si "kalbja" ndikon në çelikun dhe se si vret rrjetën e tij kristalore.

Shkatërrimi natyror mund të shkaktojë dëme të ndryshme:

Dëmtim i plotë;
Shkelja e densitetit të rrjetës kristalore;
Dëmtimi selektiv;
Nën sipërfaqe.

Në varësi të natyrës së dëmtimit, mund të përdoren metoda të ndryshme për trajtimin e korrozionit. Secili prej dëmeve të mundshme dëmton në mënyrën e vet dhe është i papranueshëm në fusha të ndryshme të teknologjisë dhe prodhimit. Në sektorin e energjisë, një shkatërrim i tillë është përgjithësisht i papranueshëm (kjo mund të çojë në rrjedhje gazi, përhapje të rrezatimit, e kështu me radhë).

Videoklip se çfarë është ndryshku dhe si të mbroheni prej tij:

Ekspozimi i ndryshkut

Për të zgjedhur në mënyrë efektive mekanizmat për të kundërshtuar shkatërrimin e strukturës metalike, është e nevojshme të kuptohet se si funksionon vetë ndryshku. Mund të jetë dy llojesh: kimike dhe elektrokimike.

E para - kimike - mund t'i atribuohet procesit se si fytyra e mostrës shkatërrohet thjesht nën ndikimin e mjedisit (gazrat më shpesh). Një ndryshk i tillë në metal kërkon një kohë shumë të gjatë për t'u formuar dhe zakonisht është shumë e lehtë për t'u shmangur. Pjesa duhet të pastrohet dhe të aplikohen veshje kundër korrozionit (bojra, llaqe, etj.).

Përveç kësaj, ky proces i përkeqësimit të hekurit ndodh në mjedise të lagështa, të lagështa, si dhe në kontakt me substanca organike, si vaji, për shembull. Rasti i fundit është veçanërisht i rëndësishëm për t'u marrë parasysh, pasi ndryshku në platformat e naftës është i papranueshëm.

Korrozioni elektrokimik është më i rrallë dhe ndodh në elektrolite. Vetëm në këtë rast nuk është i rëndësishëm mjedisi, por rryma që prodhohet si rezultat i elektrifikimit. Është ai që shkatërron metalin dhe sipërfaqen e tij (në pjesën më të madhe). Prandaj, mund të dallohet lehtësisht nga sipërfaqja e thërrmuar e metalit.

Për të mbrojtur metalin nga ndryshku, duhet të merrni parasysh të gjitha këto karakteristika.

Si të krijoni mbrojtjen e duhur?

Korrozioni i metaleve dhe metodat e mbrojtjes janë të lidhura ngushtë. Prandaj, të gjitha proceset e mbrojtjes mund të ndahen vetëm në dy grupe: përmirësimi i metalit gjatë prodhimit dhe aplikimi i mbrojtjes gjatë funksionimit. E para përfshin ndryshime në përbërjen kimike, të cilat do ta bëjnë pjesën më rezistente ndaj ndikimeve mjedisore. Pajisjet ose artikujt e tillë nuk kanë nevojë për mbrojtje shtesë.

Grupi i dytë i mbrojtjes përfshin veshje dhe izolime të ndryshme të procesit të punës. Ka disa mënyra për të shmangur shkatërrimin: shmangni mjedisin që e provokon atë, ose shtoni diçka që do t'ju ndihmojë të shpëtoni nga përhapja e dëmtimit të metaleve, pavarësisht nga mjedisi dhe mjedisi. Në shtëpi, vetëm opsioni i dytë është i mundur, pasi një person pa pajisje speciale, një furrë dhe gjëra të tjera thjesht nuk mund të ndikojë në një produkt tashmë të përfunduar.

Si të përgatiteni për ndryshkun

Gjatë krijimit të produkteve metalike, ekzistojnë dy mënyra për të hequr korrozionin ose për të minimizuar shfaqjen e tij. Për ta bërë këtë, substancat (zinku, bakri etj.) që janë rezistente ndaj gazeve dhe irrituesve të tjerë negativë ose i shtohen strukturës. Ju gjithashtu mund të gjeni shpesh efektin e kundërt.

Siç është përmendur tashmë, ekziston një lloj i tillë korrozioni si selektiv. Ai shkatërron disa artikuj në dyqanin e artikujve. Siç e dini, një metal përbëhet nga atome të ndryshme që formojnë elemente, secila prej të cilave është e ndjeshme ndaj ndikimeve negative në një masë të ndryshme. Për shembull, në hekur është squfur. Në mënyrë që një pjesë e bërë nga ky material të shërbejë sa më gjatë, nga përbërja e tij kimike hiqet squfuri, nga i cili fillon ndarja selektive e strukturës. Në shtëpi, një metodë e tillë e besueshme nuk është e mundur.

Një tjetër mbrojtje kundër korrozionit mund të jetë në prodhim. Gjatë prodhimit, aplikohen veshje speciale që mbrojnë sipërfaqen nga dëmtimet e jashtme nga një reaksion kimik. Materialet strukturore që përdoren në këtë rast mund të jenë vetëm në prodhim, pasi është pothuajse e pamundur t'i blini ato në domenin publik. Për më tepër, një aplikim i tillë shpesh kryhet në linja automatike, gjë që rrit besueshmërinë dhe shpejtësinë e veshjes së materialit.

Por pavarësisht se si është përmirësuar metali, ky material do t'i nënshtrohet përsëri presionit negativ nga lagështia, ajri, gazrat e ndryshëm dhe do të përkeqësohet gjatë funksionimit. Prandaj, nevojitet mbrojtje kundër korrozionit, e cila jo vetëm do ta ndikojë, por edhe do ta mbrojë atë nga bota e jashtme.

Oksigjeni luan një rol të rëndësishëm në përhapjen e ndryshkut. Mbrojtja e metaleve nga korrozioni është gjithashtu një ngadalësim dhe jo vetëm parandalim i përhapjes së një dukurie të tillë negative. Për ta bërë këtë, molekula të veçanta futen në strukturën e mjedisit - frenuesit - të cilët, duke depërtuar në sipërfaqen e metalit, sigurojnë një lloj mburoje për të.

Shpesh përdoret edhe filmi kundër korrozionit, i cili mund të aplikohet në mënyra të ndryshme. Por është më e lehtë (dhe më e besueshme) kur aplikohet me spërkatje. Për këtë përdoren materiale të ndryshme polimerike, bojëra, smalt dhe të ngjashme. Ata gjithashtu mbështjellin pjesën dhe kufizojnë aksesin e mjedisit shkatërrues në të. Lufta kundër korrozionit të metaleve mund të jetë shumë e larmishme, pavarësisht ngjashmërisë në proces. Ky proces kimik është i pashmangshëm dhe pothuajse gjithmonë ka sukses. Kjo është arsyeja pse kaq shumë përpjekje bëhen për të parandaluar korrozionin. Metodat e mbrojtjes në funksion të kësaj mund të kombinohen.

Këto janë metodat kryesore të mbrojtjes. Ata janë të njohur për shkak të thjeshtësisë, besueshmërisë dhe komoditetit të tyre. Ato përfshijnë gjithashtu veshjen me llaqe dhe smalt, por për këtë pak më të ulët.

Kështu, për shembull, përpara se të aplikojnë bojë ose smalt, punëtorët lyejnë produktin me një abetare në mënyrë që boja të "shtrohet" më mirë në sipërfaqe dhe të mos mbetet lagështi midis saj dhe produktit (të cilin abetarja e thith). Këto metoda të mbrojtjes së metaleve nga korrozioni nuk bëhen gjithmonë në prodhim. Mjetet e shtëpisë janë të mjaftueshme për të bërë vetë operacione të tilla.

Mbrojtja kundër korrozionit ndonjëherë është shumë e pazakontë. Për shembull, kur një metal mbrohet nga një tjetër. Kjo teknikë përdoret shpesh kur aliazhi kimik nuk mund të ndryshohet. Sipërfaqja e saj është e mbuluar me një material tjetër, i cili është plot me elementë rezistent ndaj ndikimeve korrozive. Kjo e ashtuquajtur shtresë anti-korrozioni ndihmon për të mbajtur sipërfaqen e materialit më të ndjeshëm shumë të sigurt. Për shembull, veshja mund të jetë prej kromi.

Kjo gjithashtu përfshin mbrojtjen mbrojtëse të metaleve nga korrozioni. Në këtë rast, sipërfaqja që mbrohet është e veshur me një metal që ka përçueshmëri të ulët elektrike (që është një nga shkaqet kryesore të korrozionit). Por kjo vlen kur kontakti me mjedisin minimizohet. Prandaj, një mbrojtje e tillë e metaleve nga ndryshku dhe proceset e tjera kimike të rrezikshme përdoret në kombinim, për shembull, me frenuesit.

Metoda të tilla mbrojtëse përdoren për të shmangur ndikimet mekanike. Është e vështirë të thuash se si të mbrosh metalin në mënyrë më të besueshme. Çdo metodë mund të japë rezultatet e saj pozitive.

Si të merrni mbulim të mirë?

Nuk është gjithmonë përgjegjësi e prodhuesve të mbrojnë metalin nga korrozioni. Shpesh ju duhet të kujdeseni vetë për një produkt të tillë, dhe më pas skema më e mirë për të përmirësuar qëndrueshmërinë e pjesës është veshja.

Para së gjithash, ajo duhet të jetë plotësisht e pastër. "Dirty" përfshin:

Mbetjet e vajit
oksidet

Eliminoni ato siç duhet dhe plotësisht. Për shembull, ju duhet të merrni një lëng të veçantë të bazuar në alkool ose benzinë në mënyrë që uji të mos dëmtojë më tej strukturën. Përveç kësaj, lagështia mund të mbetet në sipërfaqe, dhe bojë e aplikuar në krye të saj thjesht nuk do të kryejë funksionet e saj.

Në një mjedis të mbyllur (midis sipërfaqes dhe bojës), korrozioni i hekurit do të zhvillohet edhe më aktivisht, kështu që një mbrojtje e tillë e metalit nga korrozioni do ta dëmtojë atë në vend që ta ndihmojë. Prandaj, është e rëndësishme të shmangni lagështinë gjithashtu. Pas heqjes së papastërtisë, ajo duhet të thahet.

Pas kësaj, mund të aplikoni shtresën e dëshiruar. Por megjithatë është mënyra më e mirë për t'u mbrojtur nga ndryshku në shtëpi. Megjithëse ka mënyra të ndryshme për të mbrojtur metalet nga korrozioni, duhet të mbani mend gjithmonë se përdorimi i gabuar i tyre mund të çojë në telashe. Prandaj, nuk ka nevojë të dilni me diçka të jashtëzakonshme, është më mirë të përdorni metoda tashmë të provuara dhe të besueshme për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni.

Vlen gjithashtu të përmendet se sipërfaqja e njësisë mund të përpunohet në disa mënyra:

Kimike
elektrokimike
Mekanike

Kjo e fundit është metoda më e thjeshtë se si të ndalohet korrozioni. Dy artikujt e parë nga lista janë procese më komplekse (në aspektin teknik), nga të cilat mbrojtja nga korrozioni bëhet më e besueshme. Në fund të fundit, ata degresin metalin, gjë që e bën atë më të përshtatshëm për aplikimin e një shtrese mbrojtëse mbi të. Nuk duhet të kalojnë më shumë se 6-7 orë para veshjes, pasi gjatë kësaj kohe kontakti me mediumin do të "rikthejë" rezultatin e mëparshëm që ishte para përpunimit.

Mbrojtja nga korrozioni duhet të kryhet - në pjesën më të madhe - në fabrikë dhe gjatë prodhimit. Por ju nuk duhet të mbështeteni vetëm në të. Një agjent anti-korrozioni i bërë në shtëpi nuk do të dëmtojë as.

A është e mundur të shpëtojmë përgjithmonë nga korrozioni?

Pavarësisht nga thjeshtësia e përgjigjes, ajo duhet të detajohet. Korrozioni dhe mbrojtja e metaleve nga korrozioni nuk mund të ndahen nga njëra-tjetra, pasi ato bazohen në përbërjen kimike të vetë produktit dhe atmosferës së tij përreth. Nuk është çudi që metodat e luftimit të korrozionit bazohen pikërisht në këta tregues. Ata ose heqin grimcat "të dobëta" të grilës kristalore (ose shtojnë përfshirje më të besueshme në të), ose ndihmojnë në "fshehjen" e sipërfaqes së produktit nga gazrat dhe ndikimet e jashtme.

Mbrojtja nga korrozioni nuk është asgjë e ndërlikuar. Ai bazohet në kiminë e thjeshtë dhe ligjet e fizikës, të cilat gjithashtu tregojnë se është e pamundur të shmanget çdo proces në bashkëveprimin e elementeve. Mbrojtja kundër korrozionit zvogëlon gjasat e një rezultati të tillë, rrit qëndrueshmërinë e metalit, por megjithatë - nuk e kursen plotësisht atë. Sido që të jetë, ai ende duhet të përditësohet, përmirësohet dhe kombinohet, dhe duhet të përdoren metoda shtesë për mbrojtjen e metaleve nga korrozioni.

Është e mundur të thuhet se si të parandalohet korrozioni, por nuk ia vlen të përpiqeni të siguroheni që hekuri të mos i nënshtrohet fare. Veshja gjithashtu i jep veten fuqisë shkatërruese të botës përreth, dhe nëse kjo nuk monitorohet, gazrat dhe lagështia do të arrijnë në sipërfaqen e mbrojtur që fshihet nën të. Korrozioni dhe mbrojtja e metaleve është thelbësore (si në prodhim ashtu edhe gjatë funksionimit), por gjithashtu duhet të trajtohet me mençuri.