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:
- Хетерогенност на продукта, т.е. наличието на чужди включвания.
- 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:
- Конструктивни решения.
- Активни методи.
- 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.