Електрохимична корозия: описание на процеса, обекти на унищожаване, методи за контрол

Anonim
В продължение на хилядолетия развитието на цивилизацията би било невъзможно без метал, от който са направени стрелките и копия от праисторическия период, както и най-сложните машини на модерността. Цялата ера има „метални“ имена: бронз, мед, желязо. Металургичните заводи работят денонощно, за да осигурят на индустрията необходимото количество метални заготовки. Машиностроителните предприятия правят от тях огромна гама от продукти от тръби, релси и листове, до игли и щифтове.

Корозията на металите, особено нейният основен сорт - електрохимичен, винаги създава трудности при експлоатацията на всякакви метални изделия, като ги премахва преждевременно. Най-простите инструменти (нож, брадва, плуг) бързо паднаха в неизправност във влажна среда. Бяха предприети многобройни и дългосрочни проучвания на химичните процеси на разрушаване преди да се намерят технически решения за спиране на корозията на металите.

Описание на процеса

Електрохимичната корозия е процес, който протича със задължителното присъствие на:

  • електролит;
  • метали с ниски и високи редокси потенциали (електродни потенциали).

Електролитът се образува от вода, кондензат, всякакви естествени утайки. Наличието на два вида метал почти никога не се случва и се дължи на два фактора:

  1. Хетерогенност на продукта, т.е. наличието на чужди включвания.
  2. Директно докосване на продукти от различни метали.

При електролита хетерогенните метали образуват галванична клетка с късо съединение, наречена корозионна клетка. Тази комбинация води до разтваряне на метала с по-нисък електродов потенциал, който се нарича електрохимична корозия. Скоростта на този процес силно зависи от наличието на соли в разтвора и неговата температура.

Основните обекти на корозия

Нееднородните метални участъци се намират случайно на повърхността на продукта и зависят от технологията и качеството на тяхното производство, така че корозионните повреди са по-често местни. Освен това, локализацията на корозията зависи от разнородността:

  • защитни оксидни филми;
  • електролит;
  • влиянието на външни фактори (отопление, радиация);
  • вътрешни напрежения, причиняващи неравномерна деформация.

Заварените и занитени фуги са видни представители на контакта на чужди метали, подложени на активна електрохимична корозия. Заваряване и нитове - най-разпространените технологии в изграждането на постоянни връзки във всички водещи отрасли и големи тръбопроводни системи:

  • машинно инженерство;
  • корабостроене;
  • петролопроводи;
  • газопроводи;
  • водопроводни тръби.

Най-същественото увреждане на заварки и нитове се среща в морската вода, като присъствието на сол значително ускорява процеса на корозия.

Катастрофалната ситуация се е развила през 1967 г. с носителя на руда Анат, когато морските води от силни бурни вълни ударили корабните трюмове. Медните структури във вътрешността на трюмовете и стоманения корпус допринесоха за създаването на корозивен елемент в електролита от морската вода. Преходната електрохимична корозия причинява омекотяване на корпуса и създаването на аварийна ситуация, включително екипа за евакуация.

Положителният ефект от електрохимичната корозия е много рядък. Например, при инсталиране на нови тръби в системи за горещо отопление на жилищни сгради. Резбовите съединения започват да текат при първоначалното пускане, докато продуктите от корозия, състоящи се от хидратирана желязо, запълнят микропорите в нишката.

Независимо от вида на корозията, химичните или електрохимичните, неговите ефекти са едни и същи - унищожаването на продукти с голяма стойност . Освен това, в допълнение към преките загуби от безполезни материали, има косвени загуби, свързани с изтичане на продукти, престой при подмяна на неподходящи материали и части, нарушаване на правилата на технологичните процеси.

Съвременни методи за борба

Многобройни изследвания и развитие на техническия прогрес доведоха до създаването на цялостна система от методи и средства за борба с корозията. Има три основни области на антикорозионна защита:

  1. Конструктивни решения.
  2. Активни методи.
  3. Пасивни методи.

Конструктивните решения се състоят в подбора на материали, които са минимално корозивни по физическите им свойства:

  • неръждаеми стомани;
  • легирани стомани;
  • цветни метали.

Активни методи за борба предизвикаха електрохимичната корозия. Поставя се постоянно напрежение към металната конструкция, която трябва да бъде защитена, така че да се увеличи нейният електродов потенциал и да се забави процеса на електрохимично разтваряне. Вторият вариант на активна защита е жертвеният анод, който има нисък електродов потенциал, в резултат на което се унищожава вместо защитения обект.

Пасивните методи се състоят в прилагането на защитни покрития. Техническият прогрес в тази област започва да се развива с прилагането на проста боя, която предотвратява проникването на кислород, влага и конденз върху повърхността на металите. Тогава дойде галваничното покритие въз основа на:

  • цинк - поцинковане;
  • хромирано хромиране;
  • никел - никелиране.

Поцинковани желязо, никелирани и хромирани прибори за хранене, консервни кутии с продукти служат в продължение на много години, без да се поддават на електрохимична корозия, запазвайки красив външен вид, предотвратявайки увреждането на храната.

Технически напредък в разработването на методи за борба с корозията

Тъй като корозивната загуба на метал е астрономическа сума, техническият прогрес продължава да предлага нови методи за справяне с него, тъй като научните изследвания и хардуерът се подобряват. , Те включват:

  • термично пръскане, образуване на ултратънки защитни покрития;
  • термодифузионни покрития, които създават силна повърхностна защита;
  • кадмиево покритие за защита на стоманата в морската вода.

Нарастването на промишленото производство настъпва с постоянно нарастване на производството на метални изделия. Електрохимичната корозия, независимо от историческата епоха, е постоянна заплаха за огромно количество структури и критични структури. Следователно създаването на нови методи и средства за борба е една от задачите на изследването на техническия прогрес.