Korrosioon on metalli, keraamika, puidu ja muude materjalide hävimine keemilise või füüsikalis-keemilise vastasmõju tagajärjel. Mis puudutab sellise soovimatu mõju ilmnemise põhjuseid, siis need on erinevad. Enamikul juhtudel on see struktuurne ebastabiilsus termodünaamiliste mõjude suhtes keskkond. Vaatame lähemalt, mis on korrosioon. Arvestada tuleb ka korrosioonitüüpidega ja selle eest kaitsmisest ei teeks paha rääkida.

Mõned üldised andmed

Oleme harjunud kuulma terminit "roostetamine", mida kasutatakse metallide ja sulamite korrosiooni korral. On olemas ka selline asi nagu "vananemine", mis on iseloomulik polümeeridele. Sisuliselt on see sama asi. Ilmekas näide on kummitoodete vananemine aktiivse koostoime tõttu hapnikuga. Lisaks hävivad kokkupuutel mõned plastelemendid.Korrosioonikiirus sõltub otseselt objekti asukoha tingimustest. Seega levib rooste metalltootel seda kiiremini, mida kõrgem on temperatuur. Samuti mõjutab niiskus: mida kõrgem see on, seda kiiremini muutub see edasiseks kasutamiseks kõlbmatuks. Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et ligikaudu 10 protsenti metalltooted on pöördumatult maha kantud ja selles on süüdi korrosioon. Korrosiooni tüübid on erinevad ja liigitatakse sõltuvalt keskkonna tüübist, kihi iseloomust jne. Vaatame neid üksikasjalikumalt.

Klassifikatsioon

Praegu on roostetamisvõimalusi üle kahe tosina. Tutvustame ainult kõige elementaarsemaid korrosioonitüüpe. Tavaliselt võib need jagada järgmistesse rühmadesse:

• Keemiline korrosioon on söövitava keskkonnaga interaktsiooni protsess, mille käigus oksüdeeriva aine redutseerimine toimub ühe toiminguga. Metall ja oksüdeeriv aine ei ole ruumiliselt eraldatud.
• Elektrokeemiline korrosioon on metalli interaktsiooni protsess aatomite ioniseerimise ja oksüdeeriva aine redutseerimisega erinevates toimingutes, kuid kiirus sõltub suuresti elektroodi potentsiaalist.
• Gaasikorrosioon – minimaalse niiskusesisaldusega (mitte üle 0,1 protsendi) ja/või kõrge temperatuuriga metalli keemiline roostetamine gaasilises keskkonnas. Tihedamini seda tüüpi leidub keemia- ja naftarafineerimistööstuses.

Peale selle on ka suur summa roostetamisprotsessid. Kõik need on korrosiooniga. Korrosiooniliikideks on lisaks ülalkirjeldatule ka bioloogiline, radioaktiivne, atmosfääriline, kontakt-, lokaalne, suunatud roostetamine jne.

Elektrokeemiline korrosioon ja selle omadused

Seda tüüpi hävitamise korral toimub protsess metalli kokkupuutel elektrolüüdiga. Viimane võib olla kondensaat või vihmavesi. Mida rohkem sooli ja happeid vedelik sisaldab, seda suurem on elektrijuhtivus ja seega ka protsessi kiirus. Mis puutub metallkonstruktsiooni korrosioonile kõige vastuvõtlikumatesse kohtadesse, siis need on needid, keevisliited, mehaaniliste kahjustuste kohad. Kui rauasulami struktuursed omadused muudavad selle roostekindlaks, aeglustub protsess mõnevõrra, kuid siiski jätkub. Ilmekas näide on galvaniseerimine. Fakt on see, et tsingil on negatiivsem potentsiaal kui raual. Sel lihtsal põhjusel rauasulam taastatakse, kuid tsingisulam on korrodeerunud. Oksiidkile olemasolu pinnal aeglustab aga oluliselt hävitamisprotsessi. Loomulikult on kõik elektrokeemilise korrosiooni liigid äärmiselt ohtlikud ja mõnikord on nendega isegi võimatu võidelda.

Keemiline korrosioon

See muutus metallis on üsna tavaline. Ilmekas näide on katlakivi tekkimine metalltoodete ja hapniku vastasmõju tulemusena. Kõrge temperatuur toimib sel juhul protsessi kiirendajana ning selles võivad osaleda vedelikud nagu vesi, soolad, happed, leelised ja soolalahused. Kui me räägime sellistest materjalidest nagu vask või tsink, siis nende oksüdeerumine viib kile moodustumiseni, mis on vastupidav edasisele korrosioonile. Terasetooted moodustavad raudoksiide. Edasine areng toob kaasa rooste ilmnemise, mis ei paku mingit kaitset edasise hävimise eest, vaid, vastupidi, aitab sellele kaasa. Praegu kõrvaldatakse kõik keemilise korrosiooni tüübid galvaniseerimisega. Võib kasutada ka muid kaitsevahendeid.

Betooni korrosiooni tüübid

Betooni struktuuri muutused ja hapruse suurenemine keskkonna mõjul võivad olla kolme tüüpi:

• Tsemendikivi osade hävitamine on üks levinumaid korrosiooni liike. See tekib siis, kui betoontoode puutub süstemaatiliselt kokku sademete ja muude vedelikega. Selle tulemusena pestakse välja kaltsiumoksiidhüdraat ja struktuur rikutakse.
• Koostoime hapetega. Kui tsemendikivi puutub kokku hapetega, tekib kaltsiumvesinikkarbonaat - agressiivne keemiline element betoontoote jaoks.
• Vähelahustuvate ainete kristallimine. Sisuliselt tähendab see biokorrosiooni. Põhimõte on see, et mikroorganismid (eosed, seened) sisenevad pooridesse ja arenevad seal, mille tulemuseks on hävimine.

Korrosioon: tüübid, kaitsemeetodid

Miljardite dollarite suuruse iga-aastane kahju on viinud selleni, et inimesed on sellega hädas kahjulikud mõjud. Võime kindlalt öelda, et kõik korrosiooniliigid põhjustavad mitte metalli enda, vaid väärtuslike metallkonstruktsioonide kadu, mille ehitamine maksab palju raha. Raske öelda, kas on võimalik pakkuda 100% kaitset. Siiski, millal korralik ettevalmistus pind, mis koosneb abrasiivpuhastusest, saate saavutada häid tulemusi. Värvkate kaitseb korrektsel pealekandmisel usaldusväärselt elektrokeemilise korrosiooni eest. Ja spetsiaalne pinnatöötlus kaitseb usaldusväärselt metalli hävitamise eest maa all.

Aktiivsed ja passiivsed kontrollimeetodid

Aktiivsete meetodite olemus seisneb kahekordse elektrivälja struktuuri muutmises. Selleks kasutatakse alalisvooluallikat. Pinge tuleb valida nii, et kaitstav toode tõuseks. Teine väga populaarne meetod on "ohverdatav" anood. See laguneb, kaitstes alusmaterjali.

Passiivne kaitse hõlmab värvi ja laki kasutamist. Peamine ülesanne on täielikult vältida niiskuse ja hapniku sattumist kaitstud pinnale. Nagu eespool märgitud, on mõttekas kasutada tsinkimist, vaske või nikeldamist. Isegi osaliselt hävinud kiht kaitseb metalli roostetamise eest. Loomulikult on seda tüüpi metallide korrosioonivastane kaitse tõhus ainult siis, kui pinnal ei ole nähtavaid defekte pragude, laastude jms kujul.

Tsingimine detailides

Oleme juba vaadanud peamisi korrosioonitüüpe ja nüüd tahaksin rääkida parimatest kaitsemeetoditest. Üks neist on galvaniseerimine. Selle olemus seisneb selles, et töödeldavale pinnale kantakse tsink või selle sulam, mis annab pinnale teatud füüsikalised ja keemilised omadused. Väärib märkimist, et seda meetodit peetakse üheks ökonoomsemaks ja tõhusamaks, hoolimata asjaolust, et ligikaudu 40 protsenti selle elemendi ülemaailmsest toodangust kulutatakse tsingi metalliseerimisele. Tsingida saab teraslehti, kinnitusvahendeid, aga ka instrumente ja muid metallkonstruktsioone. Huvitav on see, et metalliseerimise või pihustamise abil saate kaitsta mis tahes suuruse ja kujuga toodet. Tsingil pole dekoratiivset otstarvet, kuigi mõne spetsiaalse lisandi abil on võimalik saada läikivaid pindu. Põhimõtteliselt on see metall võimeline pakkuma maksimaalset kaitset agressiivses keskkonnas.

Järeldus

Nii et me rääkisime teile, mis on korrosioon. Arvesse võeti ka korrosiooni liike. Nüüd teate, kuidas pinda enneaegse roostetamise eest kaitsta. Laias laastus on seda väga lihtne teha, kuid see, kus ja kuidas toodet kasutatakse, on väga oluline. Kui sellele mõjuvad pidevalt dünaamilised ja vibratsioonilised koormused, siis on suur tõenäosus, et värvkattes tekivad praod, mille kaudu satub metalli niiskust, mille tulemusena see järk-järgult halveneb. Erinevate kummitihendite ja hermeetikute kasutamine metalltoodete vastasmõju piirkondades võib aga veidi pikendada katte eluiga.

Noh, see on kõik selle teema kohta. Pidage meeles, et konstruktsiooni enneaegne rike korrosiooni tõttu võib põhjustada ettenägematuid tagajärgi. Ettevõttes on kandva metallkonstruktsiooni roostetamise tagajärjel võimalikud suured materiaalsed kahjud ja inimohvrid.

Korrosioonivastane kaitse on vajalik kõikidele metallist valmistatud instrumentaal- ja konstruktsioonitoodetele, kuna need kõik kogevad ühel või teisel määral meid ümbritseva keskkonna negatiivset söövitavat mõju.

1

Korrosiooni all mõeldakse teras- ja malmkonstruktsioonide pinnakihtide hävimist elektrokeemiliste ja keemiliste mõjude tagajärjel. See lihtsalt rikub metalli, korrodeerib seda, muutes selle hilisemaks kasutamiseks sobimatuks.

Eksperdid on tõestanud, et igal aastal kulutatakse ligikaudu 10 protsenti kogu Maal kaevandatavast metallist korrosioonist tulenevate kahjude katmiseks (pidage meeles, et neid peetakse pöördumatuteks), mis põhjustab metalli pritsimist, samuti metalltoodete rikkeid ja kahjustusi.

Korrosiooni esimestel etappidel vähendavad teras- ja malmkonstruktsioonid oma tihedust, tugevust, elektri- ja soojusjuhtivust, plastilisust, peegelduspotentsiaali ja mitmeid muid olulisi omadusi. Seejärel muutuvad konstruktsioonid kasutuskõlbmatuks.

Lisaks on korrosiooninähtused tööstus- ja koduõnnetuste ning mõnikord ka tõeliste keskkonnakatastroofide põhjuseks. Roostetanud ja lekkivatest nafta- ja gaasitorustikest võib igal hetkel voolata inimelule ja loodusele ohtlike ühendite voog. Kõike eelnevat arvesse võttes saab igaüks aru, kui oluline on kvaliteetne ja tõhus korrosioonikaitse traditsiooniliste ja uusimate vahendite ja meetoditega.

Terasesulamite ja metallide puhul on korrosiooni täielik vältimine võimatu. Kuid viivitage ja vähendage Negatiivsed tagajärjed roostetamine on päris reaalne. Nendel eesmärkidel on nüüd palju korrosioonivastaseid aineid ja tehnoloogiaid.

Kõik kaasaegsed meetodid Korrosioonitõrje võib jagada mitmeks rühmaks:

• elektrokeemiliste meetodite rakendamine toodete kaitsmiseks;
• kaitsekatete kasutamine;
• uuenduslike, väga roostekindlate konstruktsioonimaterjalide projekteerimine ja tootmine;
• korrodeerivat aktiivsust vähendavate ühendite viimine söövitavasse keskkonda;
• metallist valmistatud osade ja konstruktsioonide ratsionaalne ehitamine ja kasutamine.

2

Selleks, et kaitsekate saaks talle pandud ülesannetega toime tulla, peab sellel olema mitmeid eriomadusi:

• olema kulumiskindel ja võimalikult kõva;
• iseloomustada kõrge määr nakketugevus tooriku pinnaga (st on suurenenud haardumine);
• omama soojuspaisumise väärtust, mis erineks veidi kaitstud konstruktsiooni paisumisest;
• olema võimalikult kättesaamatud kahjulikele keskkonnateguritele.

Samuti tuleks kate kanda kogu konstruktsioonile võimalikult ühtlaselt ja pideva kihina.

Kõik tänapäeval kasutatavad kaitsekatted jagunevad järgmisteks osadeks:

• metallist ja mittemetallist;
• orgaaniline ja anorgaaniline.

3

Kõige tavalisem ja suhteliselt lihtne võimalus metallide rooste eest kaitsmiseks, tuntud väga pikka aega, on värvide ja lakkide kasutamine. Materjalide korrosioonivastast töötlemist selliste ühenditega ei iseloomusta mitte ainult lihtsus ja madal hind, vaid ka järgmised positiivsed omadused:

• võimalus kanda erinevate värvitoonidega katteid - mis annab konstruktsioonidele elegantse välimuse ja kaitseb neid usaldusväärselt rooste eest;
• kaitsekihi taastamise lihtsus kahjustuste korral.

Kahjuks on värvi- ja lakikompositsioonidel väga väike soojustakistustegur, madal veekindlus ja suhteliselt madal mehaaniline tugevus. Sel põhjusel soovitatakse neid vastavalt olemasolevatele SNiP-dele kasutada juhtudel, kui tooted on korrosioonile allutatud kiirusega kuni 0,05 millimeetrit aastas ja nende kavandatud kasutusiga ei ületa kümmet aastat.

Kaasaegsete värvi- ja lakikompositsioonide komponendid hõlmavad järgmisi elemente:

• värvid: mineraalse struktuuriga pigmentide suspensioonid;
• lakid: vaikude ja õlide (kolloidsed) lahused orgaanilise päritoluga lahustites (kasutamisel korrosioonivastane kaitse saavutatakse pärast vaigu või õli polümerisatsiooni või nende aurustumist täiendava katalüsaatori mõjul, samuti kuumutamisel);
• tehis- ja looduslikud ühendid, mida nimetatakse kilemoodustajateks (näiteks kuivatusõli on võib-olla kõige populaarsem malmi ja terase mittemetallist "kaitsevahend");
• emailid: purustatud kujul valitud pigmentide kompleksiga lakilahused;
• pehmendid ja mitmesugused plastifikaatorid: adipiinhape estrite kujul, dibutüülftalaat, kastoorõli, trikresüülfosfaat, kumm, muud elemendid, mis suurendavad kaitsekihi elastsust;
• etüülatsetaat, tolueen, bensiin, alkohol, ksüleen, atsetoon ja teised (neid komponente on vaja selleks, et värvi- ja lakikompositsioone saaks töödeldavale pinnale probleemideta kanda);
• inertsed täiteained: tillukesed asbesti, talki, kriidi, kaoliini osakesed (need suurendavad kilede korrosioonivastaseid võimeid ning vähendavad ka teiste värvi- ja lakikatete komponentide raiskamist);
• pigmendid ja värvid;
• katalüsaatorid (professionaalide keeles - kuivatid): orgaaniliste rasvhapete koobalt- ja magneesiumisoolad, mis on vajalikud kaitsvate kompositsioonide kiireks kuivatamiseks.

Värvi- ja lakisegud valitakse, võttes arvesse töödeldava toote kasutustingimusi. Epoksüelementidel põhinevaid koostisi soovitatakse kasutada keskkonnas, kus pidevalt esinevad kloroformi ja kahevalentse kloori aurud, samuti struktuuride töötlemiseks erinevates hapetes (lämmastik, fosfor, vesinikkloriid jne).

Polükrovinüüliga värvi- ja lakikompositsioonid on ka hapetele vastupidavad. Neid kasutatakse ka metalli kaitsmiseks õlide ja leeliste eest. Kuid struktuuride kaitsmiseks gaaside eest kasutatakse sagedamini polümeeridel (epoksü, fluororgaaniline jt) põhinevaid kompositsioone.

Kaitsekihi valimisel on väga oluline arvestada Venemaa SNiP nõuetega erinevatele tööstusharudele. Sellised sanitaarnormid näitavad selgelt, milliseid koostisi ja meetodeid korrosioonikaitseks saab kasutada ja mida tuleks vältida. Näiteks SNiP 3.04.03-85 sisaldab soovitusi erinevate ehituskonstruktsioonide kaitsmiseks:

• peamised gaasi- ja naftatorud;
• terasest korpusega torud;
• küttetrassid;
• raudbetoon- ja teraskonstruktsioonid.

4

Metalltoodetele on täiesti võimalik moodustada elektrokeemilise või keemilise töötlemise teel spetsiaalseid kilesid, et kaitsta neid roostetamise eest. Kõige sagedamini luuakse fosfaat- ja oksiidkiled (jällegi tuleb arvestada SNiP sätetega, kuna selliste ühendite kaitsemehhanismid on erinevate toodete puhul erinevad).

Fosfaatkiled sobivad anti- korrosioonikaitse värvilised ja mustad metallid. Selle protsessi põhiolemus seisneb toodete sukeldamises teatud temperatuurini (umbes 97 kraadini) kuumutatud tsingi, raua või mangaani happeliste fosforisoolade lahusesse. Saadud kile sobib ideaalselt sellele värvi- ja lakikompositsiooni kandmiseks.

Pange tähele, et fosfaadikihil endal ei ole pikka kasutusiga. See on väheelastne ja täiesti habras. Fosfaatimist kasutatakse kõrgel temperatuuril või soolases vees (näiteks merevees) töötavate osade kaitsmiseks.

Piiratud määral kasutatakse ka oksiidkaitsekilesid. Need saadakse metallide töötlemisel leelislahustes voolu mõjul. Tuntud lahendus oksüdeerimiseks on seebikivi (neli protsenti). Oksiidkihi saamise toimingut nimetatakse sageli siniseks, kuna madala ja kõrge süsinikusisaldusega teraste pinnal iseloomustab kilet ilus must värv.

Oksüdeerimine viiakse läbi olukordades, kus esialgsed geomeetrilised parameetrid tuleb jätta muutmata. Oksiidkihti kantakse tavaliselt täppisinstrumentidele ja käsirelvadele. Sellise kile paksus ei ületa enamikul juhtudel poolteist mikronit.

Muud korrosioonikaitse meetodid, kasutades anorgaanilisi katteid:

5

Kui metalltooted on polariseeritud, saab elektrokeemilistest teguritest põhjustatud roostetamise kiirust oluliselt vähendada. Elektrokeemiline korrosioonivastane kaitse on kahte tüüpi:

• anoodiline;
• katood

Anoodtehnoloogia sobib järgmiste materjalide jaoks:

• raual põhinevad sulamid (kõrgellegeeritud);
• madala dopingutasemega;
• süsinikterased.

Anoodkaitse tehnika olemus on lihtne: metalltoode, millele tuleb anda korrosioonivastased omadused, ühendatakse katoodkaitsega või (välise) vooluallika “plussiga”. See protseduur vähendab roostetamist mitu tuhat korda. Suure positiivse potentsiaaliga elemendid ja ühendid (plii, plaatina, pliidioksiid, plaatina messing, tantaal, magnetiit, süsinik ja teised) võivad toimida katoodi kaitsjana.

Anoodne korrosioonivastane kaitse on efektiivne ainult siis, kui konstruktsioonitöötlusseade vastab järgmistele nõuetele:

• sellel pole neete;
• kõigi elementide keevitamine teostatakse võimalikult kvaliteetselt;
• metalli passiveerimine toimub tehnoloogilises keskkonnas;
• tühimike ja pragude arv on minimaalne (või need puuduvad).

Kirjeldatud elektrokeemilise kaitse tüüp on ebaturvaline, kuna vooluvarustuse katkemise ajal tekib konstruktsioonide aktiivse anoodse lahustumise oht. Sellega seoses tehakse seda ainult siis, kui on olemas spetsiaalne süsteem kõigi pakutavate rakendamise jälgimiseks tehnoloogiline skeem operatsioonid.

Katoodkaitset, mis sobib metallidele, mis ei kipu passiveerima, peetakse levinumaks ja vähem ohtlikuks. See meetod hõlmab konstruktsiooni ühendamist elektroodi negatiivse potentsiaaliga või vooluallika "miinuspoolega". Katoodkaitset kasutatakse järgmist tüüpi seadmete jaoks:

• keemiatehastes kasutatavad mahutid ja seadmed (nende siseosad);
• puurplatvormid, kaablid, torustikud ja muud maa-alused ehitised;
• rannikualade rajatiste elemendid, mis puutuvad kokku soolase veega;
• kõrge kroomi ja vasesulamitest valmistatud mehhanismid.

Anoodiks on sel juhul kivisüsi, malm, vanametall, grafiit, teras.

6

Peal tootmisettevõtted Korrosiooniga saab edukalt toime tulla agressiivse atmosfääri koostise muutmisega, milles metallosad ja -konstruktsioonid töötavad. Keskkonnaagressiivsuse vähendamiseks on kaks võimalust:

• korrosiooniinhibiitorite sisestamine sellesse;
• korrosiooni põhjustavate ühendite eemaldamine keskkonnast.

Inhibiitoreid kasutatakse tavaliselt jahutussüsteemides, mahutites, peitsimisvannides, erinevates mahutites ja muudes süsteemides, kus söövitava keskkonna maht on ligikaudu konstantne. Retarderid jagunevad:

• orgaaniline, anorgaaniline, lenduv;
• anoodne, katoodne, segatud;
• töötamine leeliselises, happelises, neutraalses keskkonnas.

Allpool on kõige tuntumad ja sagedamini kasutatavad korrosiooniinhibiitorid, mis vastavad SNiP-i nõuetele erinevate tootmisrajatiste jaoks:

• kaltsiumvesinikkarbonaat;
• boraadid ja polüfosfaadid;
• bikromaadid ja kromaadid;
• nitritid;
• orgaanilised moderaatorid (mitmealuselised alkoholid, tioolid, amiinid, aminoalkoholid, polükarboksüülomadustega aminohapped, lenduvad ühendid "IFKHAN-8A", "VNH-L-20", "NDA").

Kuid söövitava atmosfääri agressiivsust saate vähendada järgmiste meetoditega:

• tolmuimemine;
• hapete neutraliseerimine seebikivi või lubja abil (kustutatud);
• õhutustamine hapniku eemaldamiseks.

Nagu näete, on tänapäeval kaitsmiseks palju võimalusi metallkonstruktsioonid ja tooted. Oluline on ainult iga konkreetse juhtumi jaoks optimaalne valik õigesti valida ning siis terasest ja malmist valmistatud osad ja konstruktsioonid teenivad väga-väga pikka aega.

7

Väga lühidalt vaatame üle SNiP andmed, mis kirjeldavad ehituskonstruktsioonide (alumiinium, metall, teras, raudbetoon jt) roostekaitse nõudeid. Need annavad soovitusi erinevate korrosioonikaitsemeetodite kasutamiseks.

SNiP 2.03.11 näeb ette ehituskonstruktsioonide pindade kaitse järgmistel viisidel:

• immutamine (tihendustüüp) suurenenud keemilise vastupidavusega materjalidega;
• kleepimine kilematerjalidega;
• kasutades erinevaid värve, mastiksiid, oksiide ja metalliseeritud katteid.

Tegelikult võimaldavad need SNiP-d metallide rooste eest kaitsmiseks kasutada kõiki kirjeldatud meetodeid. Samas sätestavad eeskirjad konkreetsete kaitsevahendite koostise sõltuvalt ehituskonstruktsiooni asukohast. Sellest vaatenurgast võivad keskkonnad olla: mõõdukalt, nõrgalt ja väga agressiivsed, aga ka täiesti mitteagressiivsed. Ka SNiP-s on aktsepteeritud keskkonna jagamine bioloogiliselt ja keemiliselt aktiivseks, tahkeks, vedelaks ja gaasiliseks.

Sissejuhatus.

1.1 Korrosiooni mõiste.

Korrosiooniprotsesside omadused ja olemus.

2.1 Söövitavate keskkondade klassifikatsioon.

2.2 Korrosioonikiirus.

2.3 Korrosiooniteooria alused.

2.4 Korrosiooniprotsesside klassifikatsioon:

hävitamise tüübi järgi;

mehhanismi järgi:

Keemiline korrosioon;

Elektrokeemiline korrosioon.

Korrosioonivastase kaitse meetodid.

3.1 Legeerimine

3.2 Kaitsekiled

3.3 Praimerid ja fosfaatimine

3.4 Elektrokeemiline kaitse

3.5 Silikaatkatted

3.6 Tsementkatted

3.7 Metallkatted

3.8 Inhibiitorid

Korrosioonivastaste kaitsekatete pealekandmine

Järeldus

Kasutatud kirjanduse loetelu

SISSEJUHATUS

Korrosiooni kontseptsioon

Mõiste korrosioon pärineb ladinakeelsest sõnast korrodeeruvad, mis tähendab korrodeerima, hävitama.

Korrosioon on materjalide ja nendest valmistatud toodete spontaanne hävimise protsess keskkonna keemilisel mõjul.

Metalli korrosioon – metallide hävimine füüsikaliste ja keemiliste mõjude tõttu väliskeskkond, milles metall läheb oksüdeeritud (ioonsesse) olekusse ja kaotab oma olemuslikud omadused.

Juhtudel, kui metalli oksüdeerimine on vajalik läbi viia mis tahes tehnoloogiline protsess, ei tohiks kasutada terminit "korrosioon". Näiteks ei saa me rääkida lahustuva anoodi korrosioonist galvaanilises vannis, kuna soovitud protsessi toimumiseks peab anood oksüdeerima, saates oma ioonid lahusesse. Samuti ei saa rääkida alumiiniumi korrosioonist aluminotermilise protsessi käigus. Kuid metalliga toimuvate muutuste füüsikaline ja keemiline olemus on kõigil sellistel juhtudel sama: metall oksüdeerub.

Korrosiooniprotsesside omadused ja olemus

Söövitavate keskkondade klassifikatsioon

Keskkonda, milles metall korrodeerub (korrodeerub), nimetatakse söövitavaks või agressiivne keskkond. Metallidele avaldatava mõju astme järgi võib söövitavad keskkonnad jagada järgmisteks osadeks:

• mitteagressiivne;
• kergelt agressiivne;
• mõõdukalt agressiivne;
• väga agressiivne.

Keskkonna agressiivsuse määra määramiseks atmosfääri korrosiooni ajal on vaja arvestada hoonete ja rajatiste metallkonstruktsioonide töötingimustega. Keskkonna agressiivsuse astme köetavates ja kütmata hoonetes, seinteta hoonetes ja pidevalt õhutatud hoonetes olevate konstruktsioonide suhtes määrab niiskuse kondenseerumise võimalus, samuti temperatuuri ja niiskuse tingimused ning gaaside ja tolmu kontsentratsioon majas. hoone. Keskkonna agressiivsuse aste välisõhu struktuuride suhtes, mis ei ole kaitstud otsese sademete eest, määratakse kliimavööndi ning gaaside ja tolmu kontsentratsiooniga õhus. Võttes arvesse meteoroloogiliste tegurite mõju ja gaaside agressiivsust, on välja töötatud keskkondade agressiivsuse astme klassifikatsioon ehituse metallkonstruktsioonide suhtes. Võttes arvesse meteoroloogiliste tegurite mõju ja gaaside agressiivsust, on välja töötatud ehituse metallkonstruktsioonide keskkondade agressiivsuse astme klassifikatsioon, mis on esitatud tabelis:

Seega määrab metallkonstruktsioonide kaitse korrosiooni eest nende töötingimuste agressiivsus. Kõige usaldusväärsemad metallkonstruktsioonide kaitsesüsteemid on alumiinium- ja tsinkkatted.

Korrosiooni kiirus

Metallide ja metallkatete korrosioonikiiruse atmosfääritingimustes määrab mitmete tegurite kompleksne mõju: niiskuse faasi- ja adsorptsioonikilede olemasolu pinnal, õhusaaste söövitavate ainetega, õhutemperatuuri muutused ja metall, korrosioonitoodete teke jne.

Korrosioonikiiruse hindamine ja arvutamine peaks põhinema metallile kõige agressiivsemate tegurite kestuse ja materjali söövitava toime arvessevõtmisel.

Sõltuvalt korrosioonikiirust mõjutavatest teguritest on soovitatav atmosfäärikorrosioonile alluvate metallide töötingimused jaotada järgmiselt:

1. Sisemiste soojus- ja niiskusallikatega suletud ruumid (köetavad ruumid);
2. Suletud ruumid ilma sisemiste soojus- ja niiskusallikateta (kütmata ruumid);
3. Avatud õhkkond.

Korrosiooniteooria alused

Iga korrosiooniprotsess on mitmeastmeline.

1. Söövitava aine või selle üksikute komponentide varustamine metallpinnale.
2. Keskkonna koostoime metalliga.
3. Toodete täielik või osaline eemaldamine metallpinnalt (vedeliku mahusse, kui keskkond on vedel).

Enamik metalle (välja arvatud kuld, hõbe, plaatina, vask) leidub looduses ioonses olekus: oksiidid, sulfiidid, karbonaadid jne ning neid nimetatakse tavaliselt maagideks. Ioonne olek on soodsam, seda iseloomustab madalam siseenergia. See on märgatav metallide tootmisel maakidest ja nende korrosioonist. Metalli ühenditest redutseerimisel neeldunud energia näitab, et vabas metallis on rohkem kõrge energia kui metallühendus. See toob kaasa asjaolu, et söövitava keskkonnaga kokkupuutuv metall kipub liikuma väiksema energiavaruga energeetiliselt soodsasse olekusse. Metalli korrosiooni peamine põhjus on metallide termodünaamiline ebastabiilsus antud keskkonnas.

Korrosiooniprotsesside klassifikatsioon

Hävitamise tüübi järgi

Sõltuvalt hävitamise tüübist võib korrosioon olla pidev või lokaalne.

Kui korrosioonikahjustused on ühtlaselt jaotunud kogu metalli pinnale, nimetatakse korrosiooniks ühtlane või tahke. See ei kujuta ohtu konstruktsioonidele ja seadmetele, eriti juhtudel, kui metallide kadu ei ületa tehniliselt põhjendatud norme. Selle tagajärgi saab suhteliselt lihtsalt arvesse võtta.

Kui oluline osa metallpinnast on korrosioonivaba ja viimane on koondunud üksikutesse piirkondadesse, siis nn. kohalik. See on palju ohtlikum, kuigi metallikaod võivad olla väikesed. Selle oht seisneb selles, et üksikute sektsioonide tugevuse vähendamisega vähendab see järsult konstruktsioonide, konstruktsioonide ja seadmete töökindlust. Kohalikku korrosiooni soodustavad merevesi ja soolade lahused, eelkõige halogeniidsoolad: naatriumkloriid, kaltsium, magneesium. Eriti tõsised probleemid on seotud naatriumkloriidiga, mida talvel puistatakse teedele ja kõnniteedele lume ja jää eemaldamiseks. Soolade juuresolekul need sulavad ja saadud lahused voolavad kanalisatsioonitorudesse. Soolad on korrosiooni aktivaatorid ja põhjustavad eelkõige metallide kiirendatud hävimist Sõiduk ja maa-alused kommunikatsioonid. Hinnanguliselt toob USA-s soolade kasutamine selleks otstarbeks mootorikorrosiooni tõttu kahju 2 miljardit dollarit aastas ning teede, maa-aluste kiirteede ja sildade täiendavalt remondilt 0,5 miljardit dollarit. Naatriumkloriidi kasutamise põhjuseks on selle odavus. Praegu on ainult üks väljapääs – lumi õigel ajal ära koristada ja prügimäele viia. Majanduslikult on see enam kui õigustatud.

Haavandiline(erineva suurusega täppide kujul) , lohk, pragu, kontakt, kristallidevaheline korrosioon- praktikas kõige levinumad lokaalse korrosiooni tüübid. Punkt on üks ohtlikumaid. See seisneb läbivate kahjustuste, st täpselt määratletud õõnsuste moodustamises - süvendid.

Korrosioonipragunemine tekib siis, kui metall puutub samaaegselt kokku agressiivse keskkonna ja mehaanilise pingega. Metalli tekivad transgranulaarsed praod, mis sageli põhjustavad toote täielikku hävimist.

Mehhanismi järgi

Korrosiooniprotsessi mehhanismi alusel eristatakse kahte peamist korrosiooni tüüpi: keemiline ja elektrokeemiline. Ühe liigi range eraldamine teisest on keeruline ja mõnikord võimatu.

Under keemiline korrosioon tähendab metallpinna vastasmõju keskkonnaga, millega ei kaasne elektrokeemiliste (elektroodide) protsesside toimumist faasipiiril. See põhineb metalli ja agressiivse reaktiivi vahelisel reaktsioonil. Seda tüüpi korrosioon toimub üldiselt ühtlaselt kogu metalli pinnal. Sellega seoses on keemiline korrosioon vähem ohtlik kui elektrokeemiline korrosioon.

Keemilise korrosiooni näideteks on raua roostetamine ja pronksi paatina. IN tööstuslik tootmine metallid kuumutatakse sageli kõrge temperatuurini. Sellistes tingimustes keemiline korrosioon kiireneb. Paljud teavad, et kuumade metallitükkide valtsimisel tekib katlakivi. See on tüüpiline keemilise korrosiooni toode.

On kindlaks tehtud, et raua korrosiooni soodustab selles sisalduv väävel. Rauast antiikesemed on korrosioonikindlad just tänu selle raua madalale väävlisisaldusele. Rauas sisalduvat väävlit leidub tavaliselt sulfiidide FeS ja teiste kujul. Korrosiooniprotsessi käigus lagunevad sulfiidid vesiniksulfiidi H 2 S vabanemisega, mis on raua korrosiooni katalüsaator.

Keemilise korrosiooni mehhanism taandub metalliaatomite või ioonide reaktiivsele difusioonile läbi korrosiooniproduktide järk-järgult pakseneva kile (näiteks katlakivi) ja hapnikuaatomite või ioonide vastudifusioonile. Tänapäevaste vaadete kohaselt on sellel protsessil ioonelektrooniline mehhanism, mis sarnaneb ioonkristallide elektrijuhtivuse protsessidega.

Erinevates tööstusharudes toimuvad eriti mitmekesised keemilised korrosiooniprotsessid. Vesiniku, metaani ja teiste süsivesinike, süsinikmonooksiidi (II), vesiniksulfiidi, kloori atmosfääris, happelises keskkonnas, aga ka sulasoolades ja muudes ainetes toimuvad spetsiifilised reaktsioonid, mis on seotud aparaadi ja üksuste materjaliga, milles keemiline protsess viiakse läbi. Spetsialistide ülesanne reaktori projekteerimisel on valida metall või sulam, mis oleks kõige vastupidavam keemilise protsessi komponentidele.

Peaaegu kõige rohkem oluline välimus keemiline korrosioon on metalli vastastikmõju kõrgel temperatuuril hapniku ja teiste gaasiliste aktiivainetega (HS, SO, halogeenid, veeaur, CO). Sarnaseid protsesse nimetatakse ka metallide keemiliseks korrosiooniks kõrgendatud temperatuuridel gaasi korrosioon. Paljud insenerikonstruktsioonide kriitilised osad on gaasikorrosiooni tõttu tõsiselt hävinud (terad gaasiturbiinid, düüsid rakettmootorid, elektrikerise elemendid, restivardad, ahjutarvikud). Suured gaasikorrosioonikadud (metallijäätmed) on põhjustatud metallurgiatööstus. Vastupidavus gaasi korrosioonile suureneb erinevate lisandite (kroom, alumiinium, räni) lisamisega sulami koostisse. Alumiiniumi, berülliumi ja magneesiumi lisandid vasele suurendavad selle vastupidavust gaasi korrosioonile oksüdeerivas keskkonnas. Raua- ja terastoodete kaitsmiseks gaasikorrosiooni eest kaetakse toote pind alumiiniumiga (alitiseeriv).

Under elektrokeemiline korrosioon tähendab metallide interaktsiooni protsessi elektrolüütidega vesilahuste kujul, harvemini mittevesielektrolüütidega, näiteks mõne orgaanilise elektrit juhtiva ühendi või veevaba sulasoolaga kõrgel temperatuuril.

Vaatleme selle protsessi diagrammi. Selle keerukus seisneb selles, et samal pinnal toimub samaaegselt kaks protsessi, mis on nende keemilises tähenduses vastupidised: metalli oksüdatsioon ja oksüdeeriva aine redutseerimine. Mõlemad protsessid peavad toimuma konjugeeritult, et säilitada võrdne ajaühikus metallist loobutud ja oksüdeerivale ainele lisatud elektronide arv. Ainult sel juhul võib tekkida statsionaarne seisund. Näiteks metalli interaktsioon hapetega toimub vastavalt järgmisele põhimõttele:

Zn + 2HCl Zn + 2Cl + H

See kogureaktsioon koosneb kahest toimingust:

Zn Zn + 2e

Elektrokeemilist korrosiooni seostatakse sageli juhuslike lisandite või spetsiaalselt lisatud legeerivate lisandite esinemisega metallis.

Paljud keemikud olid korraga hämmingus asjaolust, et mõnikord reaktsioon

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

ei leki. Leiti, et sellises olukorras on vaja lahusele lisada veidi vask(II)sulfaati (vasksulfaati). Sel juhul eraldub tsingi pinnale vask.

CaSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cu

ja vesinik hakkab kiiresti arenema. Selgitades seda nähtust 1830. aastal, lõi Šveitsi keemik A. de la Rive esimese elektrokeemilise korrosiooniteooria.

1800. aastal, vahetult pärast elektrokeemilise nähtuse avastamist itaallase L. Galvani poolt, ehitas tema kaasmaalane A. Volta allika elektrivool- galvaaniline element, mis juhatas inimkonnale elektri ajastu. Ühes teostuses koosnes allikas vahelduvatest vase- ja tsingiketastest, mis olid eraldatud poorse materjaliga ja leotatud soolalahuses. Sõltuvalt ketaste arvust saadakse erineva tugevusega vool. Kui vask metall sadestatakse tsingi pinnale, saadakse lühiselement. Selles on tsink anood ja vask katood. Kuna vask on kontaktis tsingiga ja mõlemad metallid on ümbritsetud elektrolüüdilahusega, on voltakuelement sisse lülitatud. Tsink Zn 2+ iooni kujul läheb väävelhappe lahusesse ja igast aatomist järelejäänud kaks elektroni voolavad elektropositiivsemasse metalli - vaske:

Zn = Zn 2+ + 2e –

Vesinikuioonid lähenevad vase anoodile, võtavad vastu elektronid ja muutuvad vesinikuaatomiteks ja seejärel vesiniku molekulideks:

H + + e (Cu) = H

Seega ioonivood eraldatakse ja happe liia korral jätkub protsess, kuni kogu tsink on lahustunud.

Niisiis, elektrokeemilise korrosiooni protsessid kulgevad vastavalt elektrokeemilise kineetika seadustele, kui üldise reaktsioonireaktsiooni saab jagada järgmisteks, suuresti sõltumatuteks elektroodiprotsessideks:

• anoodne protsess- metalli üleminek lahusesse ioonide kujul (vesilahustes, tavaliselt hüdraatunud), jättes metalli samaväärse arvu elektrone;
• To aatomi protsess- metallis tekkivate liigsete elektronide assimilatsioon depolarisaatorite abil.

Esineb korrosiooni vesiniku, hapniku või oksüdatiivse depolarisatsiooniga. Gaasilise hapniku juuresolekul lahuses ja vesiniku depolarisatsiooniga korrosiooniprotsessi võimatuse korral mängib depolarisaatori peamist rolli hapnik. Korrosiooniprotsesse, mille käigus katooddepolarisatsioon viiakse läbi elektrolüüdis lahustunud hapnikuga, nimetatakse metalli korrosiooniprotsessideks. hapniku depolarisatsioon. See on kõige levinum metallide korrosiooni tüüp vees, neutraalsetes ja isegi kergelt happelistes soolalahustes merevesi, maapinnas, õhu atmosfääris.

Hapniku depolarisatsiooni üldine skeem taandub molekulaarse hapniku redutseerimisele hüdroksiidiooniks:

O + 4e + 2HO 4OH

Metalli korrosioon hapniku depolarisatsiooniga toimub enamikul juhtudel atmosfääriga kokkupuutuvates elektrolüütides, milles hapniku osarõhk on 0,21 atm.

Iga hapniku depolarisatsiooniga protsess sisaldab järgmisi järjestikuseid etappe.

1. Hapniku lahustumine elektrolüüdis.
2. Lahustunud hapniku transport elektrolüüdi lahuses (difusiooni või segamise teel).
3. Hapniku ülekanne elektrolüütide liikumise tulemusena.
4. Hapniku ülekanne elektrolüüdi difusioonikihis või metalli korrosiooniproduktide kiles pinna katoodpiirkondadele.
5. Hapniku ionisatsioon:

Metalli korrosiooni tegelikes tingimustes on protsessi kõige raskemad etapid:

1. Hapniku ionisatsioonireaktsioon katoodil. Tekkivat polarisatsiooni nimetatakse hapniku ülepingeks. Nad ütlevad, et protsess toimub kineetilise kontrolli all.
2. Hapniku difusioon katoodile ehk difusiooni ülepinge. Sel juhul öeldakse, et protsess on difusiooniga juhitud.

Võib esineda juhtumeid, mil protsessi mõjutavad mõlemad etapid – hapniku ionisatsioon ja hapniku difusioon. Seejärel räägitakse kineetilisest difusioonikontrollist.

Esimese elektrokeemilise teooria põhiolemus seisnes selles, et metallide lisandid tekitavad mikrogalvaanilisi rakke, milles elektronid voolavad anoodilt katoodikohtadesse. Kuna katood- ja anoodprotsessid on pinnal eraldatud, eraldatakse ka vastassuunalised ioonide, aatomite ja molekulide voolud. Eraldatud voolud ei sega üksteist ja seetõttu kulgeb korrosiooniprotsess kiiremini kui mikrogalvaaniliste elementide puhul.

Muidugi näivad tänapäeval elektrokeemilise korrosiooni teooriad palju arenenumad. Need põhinevad arvukatel eksperimentaalsetel faktidel ja on väljendatud matemaatilisel kujul.

Eristatakse järgmist: elektrokeemilise korrosiooni tüübid, millel on kõige olulisem praktiline tähendus.

1. Korrosioon elektrolüütides. See tüüp hõlmab korrosiooni looduslikes vetes (mere- ja magevees), samuti erinevat tüüpi korrosioon vedelas keskkonnas. Sõltuvalt keskkonna olemusest on olemas:

A) happeline;

b) aluseline;

V) soolalahus;

G) mere korrosioon.

Vastavalt vedela keskkonna metalli kokkupuutetingimustele iseloomustatakse seda tüüpi korrosiooni ka järgmiselt:

• Täielik sukelduskorrosioon;
• mittetäieliku keelekümblusega;
• muutuva keelekümblusega.

Igal neist alatüüpidest on oma iseloomulikud tunnused.

2 . Pinnase (maa, maa-alune) korrosioon- metalli kokkupuude pinnasega, mida tuleks korrosiooni seisukohalt pidada teatud tüüpi elektrolüüdiks. Iseloomulik tunnus maa-alune elektrokeemiline korrosioon on suur erinevus hapniku kohaletoimetamise kiiruses (peamine depolarisaator) maa-aluste struktuuride pinnale erinevates muldades (kümneid tuhandeid kordi). Pinnase korrosioonis mängib olulist rolli makrokorrosioonipaaride moodustumine ja toimimine, mis on tingitud konstruktsiooni üksikute sektsioonide ebaühtlasest õhutamisest, samuti maapinnas esinevatest hulkvooludest. Mõnel juhul mõjutab elektrokeemilise korrosiooni kiirust maa-alustes tingimustes oluliselt ka bioloogiliste protsesside areng pinnases.

3. Atmosfääri korrosioon- metallide korrosioon atmosfääritingimustes, samuti mis tahes niiske gaas; Kondensatsiooni all täheldati metalli pinnal nähtavaid niiskuskihte ( niiske atmosfääri korrosioon) või kõige õhemate nähtamatute niiskuse adsorptsioonikihtide all ( niiske atmosfääri korrosioon). Atmosfäärikorrosiooni tunnuseks on selle kiiruse ja mehhanismi tugev sõltuvus metallipinna niiskuskihi paksusest või tekkivate korrosioonitoodete niiskusastmest.

4. Korrosioon mehaanilise mõju all. Seda tüüpi hävitatakse arvukalt nii vedelates elektrolüütides kui ka atmosfääri- ja maa-alustes tingimustes töötavaid insenerikonstruktsioone. Sellise hävitamise kõige tüüpilisemad tüübid on:

• Korrosioonipragunemine; Seda iseloomustab pragude teke, mis võivad levida mitte ainult kristallidevahelise, vaid ka transkristalliliselt. Sellise hävitamise näide on katelde leeliseline haprus, messingi hooajaline lõhenemine, samuti mõnede konstruktsiooniliste kõrgtugevate sulamite lõhenemine.
• Korrosiooniväsimus, mis on põhjustatud kokkupuutest söövitava keskkonnaga ja vahelduvatest või pulseerivatest mehaanilistest pingetest. Seda tüüpi luumurdu iseloomustab ka inter- ja transgranulaarsete pragude teke. Metallide hävimine korrosiooniväsimuse tõttu toimub erinevate insenerikonstruktsioonide (šahtide) töötamisel propellerid, auto vedrud, trossid, süvakaevuga pumbavardad, valtspinkide jahutatud rullid jne).
• Söövitav kavitatsioon, mis on tavaliselt korrodeeriva keskkonna tugeva mehaanilise toime tagajärg metallpinnale. Selline korrosioonimehaaniline mõju võib põhjustada metallkonstruktsioonide väga tugeva lokaalse hävimise (näiteks merelaevade propellerite puhul). Korrosioonikavitatsioonist tingitud hävimise mehhanism on lähedane pinnakorrosiooniväsimisest tingitud hävingule.
• Korrosiooni erosioon, mis on põhjustatud mõne teise tahke keha mehaanilisest abrasiivsest mõjust söövitava keskkonna juuresolekul või söövitava keskkonna enda otsesest abrasiivsest mõjust. Seda nähtust nimetatakse mõnikord ka söövitav hõõrdumine või ärritav korrosioon.

KORROSIOONIKAITSE MEETODID

Metallide korrosiooni eest kaitsmise probleem tekkis peaaegu nende kasutamise alguses. Metalle püüti atmosfäärimõjude eest kaitsta rasva, õlide, hiljem ka teiste metallide ja eelkõige sulava tina abil. Vana-Kreeka ajaloolase Herodotose (5. saj eKr) töödes on juba mainitud tina kasutamist raua kaitsmiseks korrosiooni eest.

Keemikute ülesandeks oli ja jääb korrosiooninähtuste olemuse väljaselgitamine, selle kulgemist takistavate või aeglustavate meetmete väljatöötamine. Metallide korrosioon toimub kooskõlas loodusseadustega ja seetõttu ei saa seda täielikult kõrvaldada, vaid seda saab ainult aeglustada.

Sõltuvalt korrosiooni olemusest ja selle esinemise tingimustest, erinevaid meetodeid kaitse. Ühe või teise meetodi valiku määrab nii selle tõhusus konkreetsel juhul kui ka majanduslik teostatavus.

Legeerimine

Metalli korrosiooni vähendamiseks on olemas viis, mida ei saa rangelt kaitse alla liigitada. See meetod on sulamite tootmine, mida nimetatakse doping. Praegu on loodud suur hulk roostevaba terast, lisades rauale niklit, kroomi, koobaltit jne. Sellised terased tõepoolest ei roosteta, küll aga esineb nende pinnakorrosiooni, kuigi vähesel määral. Selgus, et legeerivate lisandite kasutamisel muutub korrosioonikindlus järsult. Kehtestatud on reegel, mida nimetatakse Tammani reegliks, mille kohaselt täheldatakse raua korrosioonikindluse järsku suurenemist legeeriva lisandi lisamisel koguses 1/8 aatomifraktsioonist, see tähendab ühe aatomi aatomist. legeerlisand kaheksa rauaaatomi kohta. Arvatakse, et sellise aatomite suhte korral toimub tahke lahuse kristallvõres nende järjestatud paigutus, mis muudab korrosiooni raskemaks.

Kaitsekiled

Üks levinumaid viise metallide korrosiooni eest kaitsmiseks on nende pinnale kandmine kaitsekiled : lakk, värv, email, muud metallid. Värvi- ja lakikatted on kõige kättesaadavamad paljudele inimestele. Lakkidel ja värvidel on madal gaasi- ja auruläbilaskvus ning vetthülgavad omadused, mistõttu nad takistavad vee, hapniku ja atmosfääris sisalduvate agressiivsete komponentide ligipääsu metallpinnale. Metallpinna katmine värvikihiga ei välista korrosiooni, vaid toimib sellele ainult tõkkena, mis tähendab, et see ainult aeglustab korrosiooniprotsessi. Sellepärast oluline omab katte kvaliteeti - kihi paksus, poorsus, ühtlus, läbilaskvus, vees pundumisvõime, nakketugevus. Pinnakatte kvaliteet sõltub pinna ettevalmistamise põhjalikkusest ja kaitsekihi pealekandmise viisist. Katlakivi ja rooste tuleb pinnatava metalli pinnalt eemaldada. Vastasel juhul takistavad need katte head nakkumist metallpinnaga. Katte halb kvaliteet on sageli seotud suurenenud poorsusega. Sageli esineb see kaitsekihi moodustumisel lahusti aurustumise ning kõvenemis- ja hävimisproduktide eemaldamise tulemusena (kile vananemise ajal). Seetõttu soovitatakse tavaliselt peale kanda mitte ühte paksu kihti, vaid mitu õhukest kihti. Paljudel juhtudel põhjustab katte paksuse suurendamine kaitsekihi metalliga haardumise nõrgenemist. Õhuõõnsused ja mullid põhjustavad suurt kahju. Need tekivad siis, kui katmistoimingu kvaliteet on halb.

Vee märguvuse vähendamiseks kaitstakse mõnikord värvi- ja lakikatteid omakorda vahaühendite või räniorgaaniliste ühenditega. Atmosfäärikorrosiooni eest kaitsevad kõige tõhusamad lakid ja värvid. Enamasti ei sobi need maa-aluste rajatiste ja rajatiste kaitsmiseks, kuna maapinnaga kokkupuutel on raske vältida kaitsekihtide mehaanilisi vigastusi. Kogemused näitavad, et värvi- ja lakikatete kasutusiga nendes tingimustes on lühike. Palju otstarbekamaks osutus kivisöetõrvast (bituumenist) valmistatud paksukihiliste kattekihtide kasutamine.

Mõnel juhul toimivad värvipigmendid ka korrosiooni inhibiitoritena (inhibiitoritest tuleb juttu hiljem). Selliste pigmentide hulka kuuluvad strontsium-, plii- ja tsinkkromaadid (SrCrO 4, PbCrO 4, ZnCrO 4).

Praimerid ja fosfaatimine

Värvikihi alla kantakse sageli krundid. Selle koostises sisalduvatel pigmentidel peavad olema ka inhibeerivad omadused. Kui vesi läbib kruntkihi, lahustab see osa pigmendist ja muutub vähem söövitavaks. Muldade jaoks soovitatavate pigmentide hulgas on plii Pb 3 O 4 tunnistatud kõige tõhusamaks.

Krundi asemel on metallpind mõnikord fosfaaditud. Selleks kantakse pintsli või pihustiga puhtale pinnale raud (III), mangaan (II) või tsink (II) ortofosfaatide lahused, mis sisaldavad ise ortofosforhapet H 3 PO 4. Tehase tingimustes toimub fosfaatimine temperatuuril 99-97 0 C 30-90 minutit. Fosfaatkatte moodustumisele aitab kaasa metalli lahustumine fosfaadimissegus ja oksiidide jäämine selle pinnale.

Terasetoodete pinna fosfaadimiseks on välja töötatud mitmeid erinevaid preparaate. Enamik neist koosneb mangaani ja raudfosfaatide segust. Võib-olla on kõige levinum preparaat majef - mangaandivesinikfosfaatide Mn(H 2 PO 4) 2, raua Fe(H 2 PO 4) 2 ja vaba fosforhappe segu. Ravimi nimetus koosneb segu komponentide esitähtedest. Välimuselt on majef peenkristalliline valge pulber, mille mangaani ja raua suhe on 10:1 kuni 15:1. See koosneb 46-52% P 2 O 5-st; mitte vähem kui 14% Mn; 0,3-3% Fe. Majeufiga fosfaadimisel asetatakse terastoode selle lahusesse, kuumutatakse umbes saja kraadini. Lahuses lahustub raud pinnalt koos vesiniku eraldumisega ning pinnale tekib tihe, vastupidav ja vees vähelahustuv hallikasmusta mangaani ja raudfosfaatide kaitsekiht. Kui kihi paksus jõuab teatud väärtuseni, peatub raua edasine lahustumine. Fosfaatkile kaitseb toote pinda sademete eest, kuid ei ole eriti efektiivne soolalahuste ja isegi nõrkade happelahuste vastu. Seega saab fosfaatkile kasutada ainult kruntvärvina orgaaniliste kaitse- ja dekoratiivkatete – lakkide, värvide, vaikude – järjestikusel pealekandmisel. Fosfaatimise protsess kestab 40-60 minutit. Selle kiirendamiseks lisatakse lahusele tsinknitraati 50-70 g/l. Sel juhul väheneb aeg 10-12 korda.

Elektrokeemiline kaitse

Tootmistingimustes kasutatakse ka elektrokeemilist meetodit - toodete töötlemine vahelduvvooluga tsinkfosfaadi lahuses voolutihedusega 4 A/dm 2 ja pingel 20 V ning temperatuuril 60-70 0 C. Fosfaat katted on metallfosfaatide võrgustik, mis on tihedalt pinnale kinni jäänud. Fosfaatkatted iseenesest ei taga usaldusväärset korrosioonikaitset. Neid kasutatakse peamiselt värvimise alusena, tagades värvi hea nakkuvuse metalliga. Lisaks vähendab fosfaadikiht korrosioonikahjustusi, mis on tingitud kriimustuste või muude defektide tekkest.

Silikaatkatted

Metallide kaitsmiseks korrosiooni eest kasutatakse klaas- ja portselanemaile, mille soojuspaisumistegur peaks olema kaetavate metallide omale lähedane. Emailimine toimub vesisuspensiooni kandmisega toote pinnale või kuivpulbriga. Esmalt kantakse puhastatud pinnale krundikiht ja põletatakse ahjus. Järgmisena kantakse pealmine emaili kiht ja põletamist korratakse. Kõige tavalisemad klaaskeha emailid on läbipaistvad või karastatud. Nende komponendid on SiO 2 (põhimass), B 2 O 3, Na 2 O, PbO. Lisaks võetakse kasutusele abimaterjalid: orgaaniliste lisandite oksüdeerivad ained, oksiidid, mis soodustavad emaili nakkumist emaili pinnale, hägususained ja värvained. Emaili materjal saadakse originaalkomponentide sulatamisel, pulbriks jahvatamisel ja 6-10% savi lisamisel. Emailkatteid kantakse peamiselt terasele, aga ka malmile, vasele, messingile ja alumiiniumile.

Emailidel on kõrged kaitseomadused, mis tulenevad nende vee ja õhu (gaaside) mitteläbilaskvusest isegi pikaajalisel kokkupuutel. Nende oluline kvaliteet on kõrgel temperatuuril kõrge vastupidavusega. Emailkatete peamised puudused hõlmavad tundlikkust mehaaniliste ja termiliste löökide suhtes. Pikaajalisel kasutamisel võib emailkatete pinnale tekkida pragude võrgustik, mis tagab metallile juurdepääsu niiskusele ja õhule, mille tagajärjel algab korrosioon.

Tsementkatted

Tsementkatteid kasutatakse malmist ja terasest veetorude kaitsmiseks korrosiooni eest. Kuna portlandtsemendi ja terase soojuspaisumistegurid on lähedased, kasutatakse seda nendel eesmärkidel üsna laialdaselt. Portlandtsemendi katete puuduseks on sama, mis emaili katete puhul - kõrge tundlikkus mehaanilise šoki suhtes.

Metallkate

Levinud viis metallide kaitsmiseks korrosiooni eest on nende katmine teiste metallide kihiga. Kattemetallid ise korrodeeruvad väikese kiirusega, kuna need on kaetud tiheda oksiidkilega. Kattekiht kantakse peale erinevatel meetoditel:

• kuum katmine - lühiajaline sukeldamine sulametalli vanni;
• galvaniseerimine – elektrolüütide vesilahustest elektrosadestamine;
• metalliseerimine - pihustamine;
• difusioonkate - töötlemine pulbritega kõrgendatud temperatuuridel spetsiaalses trumlis;
• kasutades gaasifaasi reaktsiooni, näiteks:

3CrCl 2 + 2Fe 1000 ‘C 2FeCl 3 + 3Cr (sulas rauaga).

Metallkatete pealekandmiseks on ka teisi meetodeid. Näiteks on difusioonimeetodi variandiks toodete sukeldamine sula kaltsiumkloriidi, milles kasutatavad metallid on lahustunud.

Tootmises kasutatakse laialdaselt toodete metallkatete keemilist katmist. Galvaniseerimisprotsess on katalüütiline või autokatalüütiline ja katalüsaator on toote pind. Kasutatav lahus sisaldab pealekantava metalli ühendit ja redutseerijat. Kuna katalüsaator on toote pind, toimub metalli eraldumine just sellel, mitte suuremas osas lahusest. Praegu on välja töötatud meetodid metalltoodete keemiliseks katmiseks nikli, koobalti, raua, pallaadiumi, plaatina, vase, kulla, hõbeda, roodiumi, ruteeniumi ja mõnede nendel metallidel põhinevate sulamitega. Redutseerivate ainetena kasutatakse hüpofosfiiti ja naatriumboorhüdriidi, formaldehüüdi ja hüdrasiini. Loomulikult ei saa keemiline nikeldamine ühelegi metallile kaitsekatet kanda.

Metallkatted jagunevad kahte rühma:

Korrosioonikindel;

Kaitsev.

Näiteks rauapõhiste sulamite katmisel kuuluvad esimesse rühma nikkel, hõbe, vask, plii ja kroom. Need on raua suhtes elektropositiivsemad, st metallide elektrokeemilises pingereas asuvad nad rauast paremal. Teise rühma kuuluvad tsink, kaadmium ja alumiinium. Need on raua suhtes elektronegatiivsemad.

Igapäevaelus puutuvad inimesed kõige sagedamini kokku tsingi ja tinaga raudkatetega. Tsingiga kaetud plekki nimetatakse tsingitud rauaks ja tinaga kaetud lehtmetalli nimetatakse plekiks. Esimest kasutatakse suurtes kogustes majade katuste jaoks ja teist kasutatakse purkide tootmiseks. Esmakordselt meetod toidu säilitamiseks plekkpurgid soovitas kokk N.F. Ülemine 1810. aastal. Mõlemat rauda toodetakse peamiselt raualehe tõmbamisel läbi vastava metalli sulami.

Metallkatted kaitsevad rauda korrosiooni eest, säilitades samal ajal järjepidevuse. Kui kattekiht on kahjustatud, kulgeb toote korrosioon veelgi intensiivsemalt kui ilma katteta. Seda seletatakse raud-metalli galvaanilise elemendi tööga. Praod ja kriimud täituvad niiskusega, mille tulemusena moodustuvad lahused, ioonilised protsessid, mis hõlbustavad elektrokeemilist protsessi (korrosioon).

Inhibiitorid

Inhibiitorite kasutamine on üks tõhusamaid viise metallide korrosiooni vastu võitlemiseks erinevates agressiivsetes keskkondades. Inhibiitorid– need on ained, mis väikestes kogustes võivad aeglustada või peatada keemilisi protsesse. Inhibiitori nimetus tuleb ladinakeelsest sõnast inhibere, mis tähendab ohjeldama, peatuma. 1980. aasta andmetel oli teadusele teadaolevate inhibiitorite arv üle viie tuhande. Inhibiitorid annavad riigi majandusele märkimisväärset kokkuhoidu.

Metallidele, eelkõige terasele, avaldavad pärssivat toimet mitmed anorgaanilised ja orgaanilised ained, mida sageli lisatakse korrosiooni põhjustavasse keskkonda. Inhibiitorid kipuvad tekitama metalli pinnale väga õhukese kile, mis kaitseb metalli korrosiooni eest.

H. Fischeri järgi saab inhibiitoreid rühmitada järgmiselt.

1) Varjestus, see tähendab metalli pinna katmine õhukese kilega. Kile tekib pinna adsorptsiooni tulemusena. Füüsikaliste inhibiitoritega kokkupuutel keemilisi reaktsioone ei toimu

2) Oksüdeerivad ained (passivaatorid), nagu kromaadid, mis põhjustavad metalli pinnale tihedalt külgneva oksiidide kaitsekihi moodustumist, mis aeglustavad anoodilist protsessi. Need kihid ei ole väga vastupidavad ja neid saab teatud tingimustel taastada. Passiivaatorite efektiivsus sõltub tekkiva kaitsekihi paksusest ja selle juhtivusest;

3) Katood – katoodprotsessi liigpinge suurendamine. Need aeglustavad korrosiooni mitteoksüdeerivate hapete lahustes. Selliste inhibiitorite hulka kuuluvad arseeni ja vismuti soolad või oksiidid.

Inhibiitorite efektiivsus sõltub peamiselt keskkonnatingimustest, seega universaalseid inhibiitoreid ei ole. Nende valik nõuab uurimist ja katsetamist.

Kõige sagedamini kasutatavad inhibiitorid on: naatriumnitrit, mida lisatakse näiteks jahutatud soolveele, naatriumfosfaadid ja silikaadid, naatriumbikromaat, erinevad orgaanilised amiinid, bensüülsulfoksiid, tärklis, tanniin jne. Kuna inhibiitoreid kulub aja jooksul, tuleb neid lisatakse perioodiliselt agressiivsesse keskkonda. Agressiivsesse keskkonda lisatud inhibiitori kogus on väike. Näiteks lisatakse veele naatriumnitritit koguses 0,01-0,05%.

Inhibiitorid valitakse sõltuvalt keskkonna happelisest või aluselisest olemusest. Näiteks naatriumnitritit, mida sageli kasutatakse inhibiitorina, saab kasutada peamiselt leeliselises keskkonnas ja see lakkab toimimast isegi kergelt happelises keskkonnas.

Korrosioonivastase vahendi pealekandmine

kaitsekatted

Seadmete ja ehituskonstruktsioonide kaitsmiseks korrosiooni eest kodumaises ja välismaises korrosioonivastases tehnoloogias kasutatakse seda suur sortiment mitmesugused keemiliselt vastupidavad materjalid - leht- ja kilepolümeermaterjalid, biplastid, klaaskiud, süsinik-grafiit, keraamika ja muud mittemetallist keemiliselt vastupidavad materjalid.

Praegu laieneb polümeermaterjalide kasutamine nende väärtuslike füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu, madalam erikaal ja jne.

Korrosioonivastases tehnoloogias pakub suurt huvi uus keemiliselt vastupidav materjal - räbu-sitall.

Määravad olulised varud ja tooraine madal hind - metallurgiline räbu majanduslik efektiivsus räbukeraamika tootmine ja kasutamine.

Füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste ning keemilise vastupidavuse poolest ei jää räbukeraamika alla peamistele happekindlatele materjalidele (keraamika, kivivalu), mida kasutatakse laialdaselt korrosioonivastases tehnoloogias.

Välismaal korrosioonivastases tehnoloogias kasutatavate arvukate polümeermaterjalide hulgas on olulisel kohal struktuurplastid, aga ka erinevate sünteetiliste vaikude ja klaaskiudtäiteainete baasil toodetud klaaskiudplastid.

Praegu toodab keemiatööstus märkimisväärset valikut materjale, mis on väga vastupidavad erinevatele agressiivsetele keskkondadele. Nende materjalide hulgas on eriline koht polüetüleen. See on inertne paljude hapete, leeliste ja lahustite suhtes, kuumuskindel kuni + 700 0 C ja nii edasi.

Teised polüetüleeni kasutamise valdkonnad keemiliselt vastupidava materjalina on pulbervärvimine ja polüetüleeni dubleerimine klaaskiuga. Polüetüleenkatete laialdane kasutamine on seletatav asjaoluga, et need, olles ühed odavamad, moodustavad heade kaitseomadustega katteid. Katteid on pindadele lihtne peale kanda, kasutades erinevaid meetodeid, sealhulgas pneumaatilist ja elektrostaatilist pihustust.

Ka korrosioonivastases tehnoloogias erilist tähelepanu väärima monoliitsed põrandad sünteetiliste vaikude baasil. Kõrge mehaaniline tugevus, keemiline vastupidavus, dekoratiivne välimus- kõik need positiivsed omadused muudavad monoliitpõrandad äärmiselt paljulubavaks.

Värvi- ja lakitööstuse tooted Leiab rakendust erinevates tööstusharudes ja ehituses keemiliselt vastupidavate kattekihtidena. Värvi kilekate , koosneb järjestikku pinnale kantud krundi-, emaili- ja lakikihtidest, mida kasutatakse hoonete ja rajatiste konstruktsioonide (fermid, risttalad, talad, sambad, seinapaneelid) korrosioonivastaseks kaitseks, samuti mahtuvuslike välis- ja sisepindade jaoks. tehnoloogilised seadmed, torustikud, gaasikanalid, ventilatsioonisüsteemide õhukanalid, mis töötamise ajal ei allu keskkonda moodustavate tahkete osakeste mehaanilistele mõjudele.

IN Hiljuti hankimisele ja kasutamisele pööratakse suurt tähelepanu kombineeritud katted , kuna mõnel juhul on traditsiooniliste kaitsemeetodite kasutamine ebaökonoomne. Kombineeritud pinnakatetena kasutatakse reeglina tsinkimist, millele järgneb värvimine. Sel juhul toimib tsinkkate kruntvärvina.

Paljutõotav rakendus kumm butüülkummi baasil, mis erinevad muudel alustel valmistatud kummidest suurenenud keemilise vastupidavuse poolest hapete ja leeliste, sealhulgas kontsentreeritud lämmastik- ja väävelhapete suhtes. Butüülkummi baasil valmistatud kummide kõrge keemiline vastupidavus võimaldab neid laiemalt kasutada keemiaseadmete kaitseks.

Neid meetodeid kasutatakse tööstuses laialdaselt tänu nende paljudele eelistele - materjalikadude vähendamine, ühe kihina kantud katte paksuse suurendamine, lahusti kulu vähendamine, värvimistööde tingimuste parandamine jne.

KOKKUVÕTE

Metallid moodustavad planeedil Maa ühe tsivilisatsiooni aluse. Nende laialdast rakendamist tööstusehituses ja transpordis toimus XVIII-XIX vahetusel. Sel ajal ilmus esimene malmsild, lasti vette esimene laev, mille kere oli valmistatud terasest, esimene raudteed. Raua praktilise kasutamise algus inimeste poolt ulatub 9. sajandisse eKr. Just sel perioodil liikus inimkond pronksiajast rauaaega.

21. sajandil tööstuse kõrged arengumäärad, intensiivistumine tootmisprotsessid, peamiste tehnoloogiliste parameetrite (temperatuur, rõhk, reageerivate ainete kontsentratsioon jne) tõus seab protsessiseadmete ja ehituskonstruktsioonide töökindlale töökindlusele kõrged nõudmised. Seadmete katkematu töö tagamise meetmete kompleksis on eriline koht selle usaldusväärsel korrosioonikaitsel ja kvaliteetsete keemiliselt vastupidavate materjalide kasutamisel.

Vajaduse võtta meetmeid korrosiooni eest kaitsmiseks tingib asjaolu, et korrosioonikaod põhjustavad äärmiselt suuri kahjusid. Olemasolevatel andmetel kulub umbes 10% aastasest metallitoodangust korrosioonist ja hilisemast pritsimisest tingitud korvamatute kadude katmiseks. Peamised metallide korrosioonikahjustused ei ole seotud mitte ainult suurte metallikoguste kaotsiminekuga, vaid ka metallkonstruktsioonide endi kahjustamise või rikkega, sest Korrosiooni tõttu kaotavad nad vajaliku tugevuse, elastsuse, tiheduse, soojus- ja elektrijuhtivuse, peegelduvuse ja muud vajalikud omadused. Kahjudele, mida see kannab Rahvamajandus korrosiooni tõttu tuleb arvestada ka igasuguste korrosioonivastaste kaitsemeetmete tohutute kuludega, toodete kvaliteedi halvenemisest, seadmete riketest, tootmisõnnetustest jne.

Korrosioonikaitse on rahvamajanduse jaoks üks olulisemaid probleeme.

Korrosioon on füüsikaline ja keemiline protsess, kuid metallide kaitsmine korrosiooni eest on keemia probleem selle puhtaimal kujul.

KASUTATUD VIITED

Lühike keemiaentsüklopeedia, toimetanud I.A. Knuyants jt - M.: Nõukogude entsüklopeedia, 1961-1967, T.2.

Nõukogude entsüklopeediline sõnaraamat. – M.: Nõukogude entsüklopeedia, 1983.

Andrejev I.N. Metallide korrosioon ja nende kaitse. – Kaasan: Tatari raamatukirjastus, 1979.

Voitovich V.A., Mokeeva L.N. Bioloogiline korrosioon. – M.: Teadmised, 1980, nr 10.

Lukjanov P.M. Novell keemiatööstus. – M.: NSVL Teaduste Akadeemia Kirjastus, 1959.

Tedder J., Nekhvatal A., Jubb A. Tööstuslik orgaaniline keemia. – M.: Mir, 1977.

Uhlig G.G., Revie R.W. Korrosioon ja võitlus selle vastu. – L.: Keemia, 1989.

Nikiforov V.M. Metallitehnoloogia ja konstruktsioonimaterjalid. – M.: Kõrgkool, 1980.

Korrosioon põhjustab suuri kahjusid. Selle tulemusena kaotavad metalltooted oma väärtuslikud tehnilised omadused. Seetõttu on korrosioonivastased meetmed väga olulised.

Need on väga mitmekesised ja hõlmavad järgmisi meetodeid:

1. Metallide kaitsvad pinnakatted. Need on metallist ja mittemetallist. Metallkatted jagunevad omakorda: galvaanilised; saadud sulamisse sukeldamisel; metallist vooder; difusioon ja isotermiline pihustamine. Mittemetallist katted on: silikaat (email); fosfaat; keraamika, polümeer: ​​värv ja pulber.

4. Vee hapnikutustamine.

5. Korrosioonivastaste omadustega sulamite loomine.

Metallist galvaanilised katted isoleerivad metalli väliskeskkonnast. Neid rakendatakse elektrolüütiliselt, valides elektrolüüdi koostise, voolutiheduse ja keskkonna temperatuuri. Meetod võimaldab saada väga õhukesi töökindlaid metallikihte (tsink, nikkel, kroom, plii, tina, vask, kaadmium jne) ning on ökonoomne. Rauatoodete katmine nende ja teiste metallidega annab lisaks kaitsele kauni välimuse.

Kaetud toote põhjalik puhastamine saasteainetest on kvaliteetse katte saamise üks olulisi tingimusi. Saasteainete hulka kuuluvad: rasvad, õlid ja oksiidid. Kattavat pinda töödeldakse kolmel viisil: mehaaniline (lihvimine, liiva- ja haavelpuhastus), keemiline ja elektrokeemiline (rasvaärastus, söövitus ja elektrokeemiline poleerimine). Valmistatud tooteid kuni katmiseni hoida mitte rohkem kui 4-6 tundi.

Näiteks katuserauda kaitseb korrosiooni eest tsink. Kuigi tsink on aktiivsem metall kui raud, on see väljast kaetud kaitsva oksiidkilega. Kui see on kahjustatud, ilmub galvaaniline raud-tsink paar. Katood (positiivne) on raud, anood (negatiivne) on tsink. Elektronid lähevad tsingist rauda, ​​tsink lahustub, kuid raud jääb kaitstuks kuni tsingikihi täieliku hävimiseni.

Osade sulatisse uputamisel kantakse peale näiteks tsingist ja tinast valmistatud katted. Kaitsekihil (d = 10 - 50 µm) on aluspinnaga difusioonadhesioon. Meetodi puudusteks on raskused ühtlase katte paksuse saavutamisel, samuti suur tarbimine metall, mis näiteks tsinki kasutades kihi paksusega 25 mikronit on kuni 600 g/m2.

Difusioonikaitsemeetod põhineb metalli pinnakihi keemilise ja faasilise koostise muutmisel, kui sinna sisenevad sobivad elemendid, mis tagavad korrosioonikindluse. Teraseid kaitstakse atmosfääri korrosiooni eest galvaniseerimisega, aluminiseerimist kasutatakse kaitseks oksüdeerumise eest kõrgel temperatuuril. Silicon katteid (silicon coating) kasutatakse kuumakindlate metallide kaitseks, boriidimist kulumiskindluse ja tugevuse suurendamiseks.

Metallkatteid kasutatakse bimetalllehtede, näiteks teras-nikkel, teras-titaan, teras-vask, teras-alumiinium, tootmiseks. See viiakse läbi kombineeritud kuuma plastilise deformatsiooni, elektrikaare ja elektriräbu pindamise ning plahvatuskeevitamise meetoditega.

Pihustatud katteid toodetakse gaastermilise, plasma, detonatsiooni- ja vaakummeetodil. Sel juhul pihustatakse metall vedelas faasis tilkade kujul ja sadestatakse kaetavale pinnale. Meetod on lihtne ja võimaldab saada mis tahes paksusega kihte, millel on hea nakkumine mitteväärismetalliga. Vaakummeetodil kuumutatakse kattematerjal auru olekuni ja auruvool kondenseerub toote pinnale.

Pihustusmeetodid võimaldavad kaitsta kokkupandavaid konstruktsioone. Kuid metalli kulu on väga märkimisväärne ja kate osutub poorseks ning korrosioonivastase kaitse tagamiseks on vaja täiendavat tihendamist termoplastsete vaikude või muude materjalidega. polümeermaterjalid. Kulunud masinaosade taastamisel on poorsus väga väärtuslik, kuna see toimib määrdeainete kandjana.

Klaasemailid on klaasid, mida kantakse õhukese kihina metallesemete pinnale, et kaitsta neid korrosiooni eest, anda neile teatud värv ja parandada. välimus, luues peegeldava pinna jne.

Emaileeritud toodete tootmine hõlmab järgmisi toiminguid: emailklaaside (frittide) kõrgtemperatuurne süntees-sulatus; nendest pulbrite ja suspensioonide valmistamine; metalltoodete pinna ettevalmistus ja oma emailimine - suspensiooni kandmine metallpinnale, klaasipulbri kuivatamine ja sulatamine kattekihiks.

Terastooted kaetakse tavaliselt kaks või kolm korda kruntvärvi emailiga. Saadud katte kogupaksus on keskmiselt 1,5 mm. Pärast saadud pinnase kuivatamist temperatuuril 90–100 °C põletatakse detail seejärel 850–950 °C juures. Terastorude emailkatete vastupidavuse suurendamiseks soojusenergeetikas kantakse need üle pihustatud alumiiniumikihi.

Terasetoodete fosfaatimine põhineb raua, tsingi ja mangaani vees lahustumatute di- ja triasendatud fosfaatide moodustumisel. Need tekivad, kui tooted sukeldatakse lahjendatud fosforhappe lahusesse, millele on lisatud ülalnimetatud metallide monoasendatud fosfaate. Saadud fosfaadikiht on metallist aluspinnaga hästi seotud. Need katted on poorsed, seega tuleb need lisaks katta laki või värviga. Fosfaadikihtide paksus on 10 - 20 mikronit. Fosfaatimist tuleks teha kastes või pihustades.

Keraamilise kaitsena kasutatakse katteid, mis põhinevad mõnede p-elementide oksiididel, samuti räni-, aluminosilikaadil, magnesüülil, karborundil jt. On välja töötatud uusi materjale, mida nimetatakse metallkeraamikateks. Need on metallkeraamilised segud või metallide kombinatsioonid keraamikaga, näiteks Al - Al2O3 (SAP), V - Al - Al2O3 (kütuseelement). Nad leiavad rakendust reaktoritehnikas. Võrreldes lihtsa keraamikaga on metallkeraamika suurem tugevus ja elastsus ning väga kõrge vastupidavus mehaanilistele ja termilistele löökidele.

Värvi- ja lakikatteid kantakse: õhkpihustusega, kõrgsurvega ja elektriväljas; elektrosadestamine, pihustamine, kastmine, rullid, pintslid jne. Värvide kunstlikku kuivatamist saab teha kuuma õhuga, kambrites, infrapuna- ja ultraviolettkiirgusega.

Polümeerpulbrite kihtide pealekandmine toimub gaasileegi, keerise ja elektrostaatilise pihustamise teel. Temperatuuril 650 -700 °C pulbriline polümeer pehmeneb ja kui see puutub kokku ettevalmistatud ja polümeeri rõhutemperatuurini kuumutatud detaili pinnale, kleepub see sellele, moodustades pideva katte. Pihustamiseks kasutatakse edukalt polüetüleeni, polüvinüülkloriidi, fluoroplasti, nailoni ja muid polümeermaterjale.

Terase katoodkaitseks pinnases ja neutraalsetes vesilahustes on minimaalne potentsiaal 770–780 mV. Toote pinnale on ette nähtud samaaegne kileisolatsioon kokkupuute eest söövitava keskkonnaga.

Anoodkaitset kasutatakse ainult sulamitest valmistatud seadmete puhul, mis on antud protsessilahenduses kalduvad passiveerumisele. Nende sulamite korrosioon inertses olekus kulgeb palju aeglasemalt. Kasutatakse kaitstud metalli anoodilise polarisatsioonipotentsiaali automaatse regulaatoriga alalisvooluallikat.

Sõltuvalt keskkonna agressiivsusest kasutatakse anoodikaitseks katoode, mis on valmistatud ränimalmist, molübdeenist, titaanisulamitest ja roostevabast terasest. Nii on kaitstud roostevabast terasest soojusvahetid, mis töötavad 70–90% väävelhappes temperatuuril 100–120 °C.

Korrosiooniinhibiitorid on ained, mis aeglustavad metalltoodete hävimise kiirust. Isegi väikestes kogustes vähendavad need oluliselt mõlema korrosioonimehhanismi kiirust. Need viiakse sisse agressiivsesse töökeskkonda või rakendatakse osadele. Need adsorbeeritakse metallpinnale, interakteeruvad sellega, moodustades kaitsekile ja takistades seeläbi destruktiivsete protsesside tekkimist. Mõned antioksüdandid aitavad eemaldada tööpiirkonnast hapnikku (või muud oksüdeerivat ainet), mis samuti vähendab korrosiooni kiirust.

Paljud anorgaanilised ja orgaanilised ühendid ning nendel põhinevad segud toimivad inhibiitoritena. Neid kasutatakse laialdaselt keemiline puhastus aurukatel katlakivist, katlakivi eemaldamine happepesu abil, samuti anorgaaniliste tugevate hapete ladustamisel ja transportimisel terasmahutites jm. Näiteks soojusjõuseadmete vesinikkloriidhappepesuks kasutatakse I-1-A, I-1-B, I-2-B marki inhibiitoreid (kõrgemate püridiini aluste segu).

Korrosioonivastaste omadustega sulamite loomine hõlmab teraste legeerimist metallidega, näiteks kroomiga. Sel juhul saadakse korrosioonikindlad roostevabad kroomterased. Nad suurendavad teraste korrosioonivastaseid omadusi, lisades niklit, koobaltit ja vaske. Legeerimise eesmärk on saavutada nende kõrge korrosioonikindlus töökeskkonnas ja tagada etteantud füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste kogum. Teraste legeerimine selliste kergesti passiivsete metallidega nagu alumiinium, kroom, nikkel, titaan, volfram ja molübdeen annab esimesele kalduvuse passiveerida tahkete lahuste moodustumise tingimustes.

Austeniitsete teraste MCC vastu võitlemiseks kasutatakse järgmist:

a) süsinikusisalduse vähendamine, mis välistab kroomkarbiidide moodustumise;

b) kroomist tugevamate karbiidi moodustavate metallide (titaani ja nioobiumi) sisseviimine terasesse, mis seob süsiniku nende karbiididesse ja välistab kroomi terapiiride ammendumise;

c) teraste karastamine 1050 - 1100 °C, tagades kroomi ja süsiniku ülekande nende baasil tahkeks lahuseks;

d) lõõmutamine, mis rikastab terade piiritsoone vaba kroomiga vajaliku korrosioonikindluse tasemeni.

Küsimused jaoks iseseisev töö . Korrosiooniteooria alused, metallide korrosiooni liigid, elektriseadmete korrosioonivastane võitlus ja selle eest kaitsmine Metallide ja sulamite kiirguskahjustused, kiirguskahjustuste vastu võitlemine; kiirguskahjustuste korrigeerimine. Keevitus ja jootmine energeetikasektoris. Meetodid, olemus, eelised ja puudused. Kirjandus: Materjaliteadus. (B.N. Arzamasovi ja G.G. Muhhini üldtoimetuses) 3. väljaanne. läbi vaadatud ja laiendatud. M: Kirjastus MSTU im. N.E. Bauman, 2002.

Mõju all välised tegurid(vedelikud, gaasid, agressiivsed keemilised ühendid) hävitavad kõik materjalid. Metallid pole erand. Söövitavaid protsesse on võimatu täielikult neutraliseerida, kuid nende intensiivsust on täiesti võimalik vähendada, pikendades seeläbi metallkonstruktsioonide või muude rauda sisaldavate konstruktsioonide kasutusiga.

Korrosioonivastase kaitse meetodid

Kõik korrosioonivastased kaitsemeetodid võib tinglikult klassifitseerida meetoditeks, mis on rakendatavad kas enne proovi kasutuselevõttu (rühm 1) või pärast selle kasutuselevõttu (rühm 2).

Esiteks

• Suurenenud vastupidavus "keemilistele" mõjudele.
• Vältige otsest kokkupuudet agressiivsete ainetega (pinnaisolatsioon).

Teiseks

• Keskkonnaagressiivsuse astme vähendamine (olenevalt töötingimustest).
• EM-väljade kasutamine (näiteks väliste elektrivoolude "superpositsioon", nende tiheduse reguleerimine ja mitmed muud tehnikad).

Ühe või teise kaitsemeetodi kasutamine määratakse iga disainilahenduse jaoks eraldi ja see sõltub mitmest tegurist:

• metalli tüüp;
• selle toimimise tingimused;
• korrosioonivastaste meetmete rakendamise raskus;
• tootmisvõimalused;
• majanduslik otstarbekus.

Kõik meetodid jagunevad omakorda aktiivseteks (mis tähendab pidevat "kokkupuudet" materjaliga), passiivseks (mida võib iseloomustada kui korduvkasutatavat) ja tehnoloogilisteks (kasutatakse proovi valmistamise etapis).

Aktiivne

Katoodkaitse

Soovitatav on kasutada, kui keskkond, millega metall kokku puutub, on elektrit juhtiv. Materjalile rakendatakse suurt "miinus" potentsiaali (süstemaatiliselt või pidevalt), mis muudab selle oksüdeerumise põhimõtteliselt võimatuks.

Turvise kaitse

See koosneb katoodpolarisatsioonist. Proov seotakse kokkupuutel materjaliga, mis on antud juhtivas keskkonnas oksüdeerumisele vastuvõtlikum (kaitse). Tegelikult on see omamoodi “piksevarras”, mis võtab enda peale kogu “negatiivsuse”, mida agressiivsed ained tekitavad. Kuid selline kaitsja tuleb perioodiliselt asendada uuega.

Anoodne polarisatsioon

Seda kasutatakse äärmiselt harva ja see seisneb materjali "inertsuse" säilitamises välismõjude suhtes.

Passiivne (metalli pinnatöötlus)

Kaitsekile loomine

Üks levinumaid ja odavamaid meetodeid korrosiooni vastu võitlemiseks. Pinnakihi loomiseks kasutatakse aineid, mis peavad vastama järgmistele põhinõuetele - olema inertsed agressiivsete keemiliste ühendite suhtes, mitte juhtima elektrit ja olema kõrgendatud nakkuvusega (haakuma hästi alusega).

Kõik metalli töötlemise ajal kasutatavad ained on vedelas või "aerosoolses" olekus, mis määrab nende pealekandmise meetodi - värvimise või pihustamise. Sel eesmärgil kasutatakse värvi- ja lakikompositsioone, erinevaid mastiksiid ja polümeere.

Metallkonstruktsioonide paigaldamine kaitsvatesse "rennidesse"

See on tüüpiline erinevad tüübid insenerisüsteemide torustikud ja kommunikatsioonid. Sel juhul mängib isolaatori rolli kanali siseseinte ja metallpinna vaheline õhupilu.

Fosfaadimine

Metalle töödeldakse spetsiaalsete ainetega (oksüdeerivad ained). Nad reageerivad alusega, mille tulemusena sadestuvad selle pinnale halvasti lahustuvad keemilised ühendid. Piisav tõhus meetod kaitse niiskuse eest.

Katmine vastupidavamate materjalidega

Selle tehnika kasutamise näideteks on tooted, mida igapäevaelus sageli leidub kroomitud (), hõbetatud, galvaniseeritud ja muu sarnasega.

Võimalusena - kaitse keraamika, klaasiga, betooniga katmine, tsemendimördid (katmine) ja nii edasi.

Passiveerimine

Idee on metalli keemilist aktiivsust järsult vähendada. Selleks töödeldakse selle pinda sobivate spetsiaalsete reaktiividega.

Keskkonna agressiivsuse vähendamine

• Korrosiooniprotsesside intensiivsust vähendavate ainete (inhibiitorid) kasutamine.
• Õhukuivatus.
• Selle keemiline puhastamine (kahjulikest lisanditest) ja mitmed muud tehnikad, mida saab igapäevaelus kasutada.
• Pinnase hüdrofobiseerimine (tagasitäitmine, spetsiaalsete ainete sisseviimine sellesse), et vähendada pinnase agressiivsust.

Töötlemine pestitsiididega

Seda kasutatakse juhtudel, kui on võimalus nn biokorrosiooni tekkeks.

Kaitse tehnoloogilised meetodid

Legeerimine

Kõige kuulsam viis. Eesmärk on luua metallil põhinev sulam, mis on agressiivsete mõjude suhtes inertne. Kuid seda rakendatakse ainult tööstuslikus mastaabis.

Nagu esitatud teabest järeldub, mitte kõik meetodid korrosioonivastane kaitse saab kasutada igapäevaelus. Sellega seoses on “eraomaniku” võimalused oluliselt piiratud.