خوردگی تخریب فلز، سرامیک، چوب و سایر مواد در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی یا فیزیکی-شیمیایی است. در مورد دلایل وقوع چنین اثر نامطلوبی، آنها متفاوت هستند. در بیشتر موارد، این ناپایداری ساختاری در برابر تأثیرات ترمودینامیکی است محیط. بیایید نگاه دقیق تری به خوردگی داشته باشیم. انواع خوردگی نیز باید در نظر گرفته شود، و صحبت در مورد محافظت در برابر آن ضرری ندارد.

برخی اطلاعات کلی

ما به شنیدن اصطلاح زنگ زدگی عادت داریم که در مورد خوردگی فلز و آلیاژ استفاده می شود. همچنین چیزی به نام "پیری" وجود دارد که مشخصه پلیمرها است. در اصل، این همان چیزی است. یک مثال بارز پیری محصولات لاستیکی به دلیل تعامل فعال با اکسیژن است. علاوه بر این، برخی از عناصر پلاستیکی در اثر قرار گرفتن در معرض از بین می روند.میزان خوردگی مستقیماً به شرایطی که جسم در آن قرار دارد بستگی دارد. بنابراین، زنگ روی یک محصول فلزی هر چه دما بالاتر باشد سریعتر پخش می شود. رطوبت نیز تأثیر می گذارد: هر چه بالاتر باشد، سریعتر برای استفاده بیشتر نامناسب می شود. به طور تجربی ثابت شده است که تقریباً 10 درصد محصولات فلزیبه طور غیرقابل برگشتی حذف می شوند و خوردگی مقصر است. انواع خوردگی متفاوت است و بسته به نوع محیط، ماهیت دوره و ... طبقه بندی می شود. بیایید با جزئیات بیشتری به آنها نگاه کنیم.

طبقه بندی

در حال حاضر، بیش از دوجین گزینه زنگ زدگی وجود دارد. ما فقط ابتدایی ترین انواع خوردگی را ارائه خواهیم داد. به طور متعارف، آنها را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد:

• خوردگی شیمیایی فرآیند برهمکنش با یک محیط خورنده است که در آن کاهش عامل اکسید کننده در یک عمل اتفاق می افتد. فلز و عامل اکسید کننده از نظر مکانی از هم جدا نیستند.
• خوردگی الکتروشیمیایی فرآیند برهمکنش یک فلز با یونیزاسیون اتم ها و کاهش عامل اکسید کننده در اعمال مختلف است، اما میزان آن تا حد زیادی به پتانسیل الکترود بستگی دارد.
• خوردگی گاز - زنگ زدگی شیمیایی فلز با حداقل رطوبت (حداکثر 0.1 درصد) و/یا دماهای بالا در محیط گازی. بیشتر اوقات این نوعدر صنایع شیمیایی و پالایش نفت یافت می شود.

علاوه بر این، همچنین وجود دارد مقدار زیادیفرآیندهای زنگ زدگی همه آنها خوردگی هستند. انواع خوردگی، علاوه بر مواردی که در بالا توضیح داده شد، شامل بیولوژیکی، رادیواکتیو، اتمسفر، تماسی، موضعی، زنگ زدگی هدفمند و غیره است.

خوردگی الکتروشیمیایی و ویژگی های آن

با این نوع تخریب، این فرآیند زمانی رخ می دهد که فلز با الکترولیت تماس پیدا کند. دومی می تواند میعانات یا آب باران باشد. هرچه یک مایع حاوی نمک و اسید بیشتری باشد، رسانایی الکتریکی و در نتیجه سرعت فرآیند بالاتر است. در مورد مکان هایی که بیشتر در معرض خوردگی یک سازه فلزی هستند، اینها پرچ ها هستند. اتصالات جوش داده شده، مکان های آسیب مکانیکی. اگر خواص ساختاری آلیاژ آهن آن را در برابر زنگ زدگی مقاوم کند، روند تا حدودی کند می شود، اما همچنان ادامه دارد. نمونه بارز آن گالوانیزه است. واقعیت این است که روی پتانسیل منفی بیشتری نسبت به آهن دارد. به همین دلیل ساده، آلیاژ آهن بازسازی می شود، اما آلیاژ روی خورده می شود. با این حال، وجود یک فیلم اکسید روی سطح، روند تخریب را تا حد زیادی کند می کند. البته همه انواع خوردگی های الکتروشیمیایی به شدت خطرناک هستند و حتی گاهی اوقات مبارزه با آنها غیرممکن است.

خوردگی شیمیایی

این تغییر در فلز بسیار رایج است. یک مثال بارز ظاهر مقیاس در نتیجه تعامل محصولات فلزی با اکسیژن است. دمای بالا در این حالت به عنوان یک تسریع کننده فرآیند عمل می کند و مایعاتی مانند آب، نمک ها، اسیدها، قلیاها و محلول های نمکی می توانند در آن شرکت کنند. اگر در مورد موادی مانند مس یا روی صحبت کنیم، اکسیداسیون آنها منجر به تشکیل فیلمی می شود که در برابر خوردگی بیشتر مقاوم است. محصولات فولادی اکسیدهای آهن را تشکیل می دهند. پیشرفت های بیشتر منجر به ظهور زنگ می شود که هیچ محافظتی در برابر تخریب بیشتر ایجاد نمی کند، بلکه برعکس، به آن کمک می کند. در حال حاضر انواع خوردگی های شیمیایی با استفاده از گالوانیزه رفع می شوند. همچنین ممکن است از وسایل حفاظتی دیگری نیز استفاده شود.

انواع خوردگی بتن

تغییرات در ساختار و افزایش شکنندگی بتن تحت تأثیر محیط می تواند به سه نوع باشد:

• تخریب قطعات سنگ سیمان یکی از رایج ترین انواع خوردگی است. زمانی اتفاق می افتد که یک محصول بتنی به طور سیستماتیک در معرض بارش و سایر مایعات قرار می گیرد. در نتیجه، هیدرات اکسید کلسیم شسته شده و ساختار آن مختل می شود.
• تعامل با اسیدها اگر سنگ سیمان با اسیدها تماس پیدا کند، بی کربنات کلسیم تشکیل می شود - تهاجمی عنصر شیمیاییبرای یک محصول بتنی
• تبلور مواد کم محلول. در اصل، این به معنای خوردگی زیستی است. نکته اصلی این است که میکروارگانیسم ها (اسپور، قارچ) وارد منافذ می شوند و در آنجا رشد می کنند و در نتیجه تخریب می شوند.

خوردگی: انواع، روش های حفاظت

میلیاردها دلار ضرر سالانه باعث شده مردم با آن دست و پنجه نرم کنند اثرات مضر. با اطمینان می توان گفت که همه انواع خوردگی منجر به از بین رفتن نه خود فلز، بلکه سازه های فلزی با ارزش می شود که ساخت آنها هزینه زیادی دارد. دشوار است که بگوییم آیا می توان 100٪ محافظت کرد. با این حال، زمانی که آماده سازی مناسبسطحی که از انفجار ساینده تشکیل شده است، می توانید به نتایج خوبی برسید. پوشش رنگ در صورت استفاده صحیح از خوردگی الکتروشیمیایی محافظت می کند. و درمان سطح ویژه به طور قابل اعتماد در برابر تخریب فلز در زیر زمین محافظت می کند.

روش های کنترل فعال و غیرفعال

ماهیت روش های فعال تغییر ساختار میدان الکتریکی دوگانه است. برای این کار از منبع جریان مستقیم استفاده می شود. ولتاژ باید به گونه ای انتخاب شود که محصول مورد محافظت افزایش یابد. یکی دیگر از روش های بسیار محبوب، آند "قربانی" است. شکسته می شود و از مواد پایه محافظت می کند.

حفاظت غیرفعال شامل استفاده از رنگ و لاک است. وظیفه اصلی این است که به طور کامل از ورود رطوبت و اکسیژن به سطح محافظت شده جلوگیری شود. همانطور که در بالا ذکر شد، استفاده از روکش روی، مس یا نیکل منطقی است. حتی یک لایه نیمه تخریب شده فلز را از زنگ زدگی محافظت می کند. البته این نوع حفاظت در برابر خوردگی فلز تنها زمانی موثر است که سطح آن عیوب قابل مشاهده ای به صورت ترک، براده و مانند آن نداشته باشد.

گالوانیزه کردن با جزئیات

ما قبلاً انواع اصلی خوردگی را بررسی کرده ایم و اکنون می خواهم در مورد بهترین روش های محافظت صحبت کنم. یکی از این موارد گالوانیزه کردن است. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که روی یا آلیاژ آن روی سطح تحت درمان اعمال می شود که به سطح برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی می دهد. شایان ذکر است که این روش یکی از مقرون به صرفه ترین و مؤثرترین روش ها محسوب می شود و این در حالی است که تقریباً 40 درصد از تولید جهانی این عنصر صرف متالیزاسیون روی می شود. ورق های فولادی، اتصال دهنده ها، و همچنین ابزار و سایر سازه های فلزی را می توان گالوانیزه کرد. نکته جالب این است که با استفاده از متالیزاسیون یا اسپری می توانید از محصولی با هر اندازه و شکلی محافظت کنید. روی هیچ هدف تزئینی ندارد، اگرچه با کمک برخی از افزودنی های خاص می توان سطوح براق را به دست آورد. در اصل، این فلز قادر به ارائه حداکثر حفاظت در محیط های تهاجمی است.

نتیجه

بنابراین ما به شما گفتیم که خوردگی چیست. انواع خوردگی نیز در نظر گرفته شد. اکنون می دانید که چگونه سطح را از زنگ زدگی زودرس محافظت کنید. به طور کلی، انجام این کار بسیار ساده است، اما مکان و نحوه استفاده از محصول از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. اگر دائماً تحت بارهای دینامیکی و ارتعاشی قرار گیرد، احتمال ترک‌هایی در رنگ وجود دارد که از طریق آن رطوبت وارد فلز می‌شود و در نتیجه به تدریج خراب می‌شود. با این حال، استفاده از واشرهای لاستیکی و درزگیرهای مختلف در مناطقی که محصولات فلزی با هم تعامل دارند، می تواند عمر پوشش را اندکی افزایش دهد.

خوب، این همه در مورد این موضوع است. به یاد داشته باشید که شکست زودرس یک سازه در اثر خوردگی می تواند منجر به عواقب غیر قابل پیش بینی شود. در یک شرکت، خسارات مادی بزرگ و تلفات انسانی در نتیجه زنگ زدگی ساختار فلزی پشتیبان ممکن است.

حفاظت ضد خوردگی برای هر محصول ابزاری و ساختاری ساخته شده از فلز مورد نیاز است، زیرا همه آنها تا حدی تأثیر خورنده منفی محیط اطراف ما را تجربه می کنند.

1

خوردگی به تخریب لایه های سطحی سازه های فولادی و چدنی در نتیجه تأثیرات الکتروشیمیایی و شیمیایی اشاره دارد. این به سادگی فلز را خراب می کند، آن را خورده می کند و در نتیجه آن را برای استفاده بعدی نامناسب می کند.

کارشناسان ثابت کرده اند که هر ساله تقریباً 10 درصد از کل فلزات استخراج شده روی زمین برای پوشش خسارات ناشی از خوردگی (توجه داشته باشید که غیرقابل برگشت تلقی می شوند) هزینه می شود که منجر به پاشش فلز و همچنین خرابی و آسیب به محصولات فلزی می شود.

سازه های فولادی و چدنی در مراحل اولیه خوردگی، سفتی، استحکام، هدایت الکتریکی و حرارتی، شکل پذیری، پتانسیل بازتابی و تعدادی از ویژگی های مهم دیگر را کاهش می دهند. متعاقباً سازه ها برای استفاده کاملاً نامناسب می شوند.

علاوه بر این، پدیده های خوردگی عامل بروز حوادث صنعتی و خانگی و گاه بلایای واقعی زیست محیطی هستند. از خط لوله های زنگ زده و نشتی نفت و گاز، جریانی از ترکیبات خطرناک برای زندگی و طبیعت انسان می تواند هر لحظه جاری شود. با در نظر گرفتن تمام موارد فوق، هر کسی می تواند درک کند که حفاظت در برابر خوردگی با کیفیت بالا و موثر با استفاده از وسایل و روش های سنتی و جدید چقدر اهمیت دارد.

وقتی صحبت از آلیاژهای فولادی و فلزات به میان می آید، نمی توان به طور کامل از خوردگی جلوگیری کرد. اما تاخیر و کاهش پیامدهای منفیزنگ زدگی کاملا واقعی است برای این منظور، در حال حاضر بسیاری از عوامل ضد خوردگی و فن آوری وجود دارد.

همه روش های مدرنکنترل خوردگی را می توان به چند گروه تقسیم کرد:

• استفاده از روش های الکتروشیمیایی برای محافظت از محصولات؛
• استفاده از پوشش های محافظ؛
• طراحی و تولید مواد ساختاری نوآورانه و بسیار مقاوم در برابر زنگ زدگی؛
• معرفی ترکیباتی که قادر به کاهش فعالیت خوردگی هستند در یک محیط خورنده.
• ساخت و بهره برداری منطقی از قطعات و سازه های ساخته شده از فلز.

2

برای اینکه یک پوشش محافظ بتواند با وظایف محول شده به آن مقابله کند، باید تعدادی ویژگی خاص داشته باشد:

• مقاوم در برابر سایش و تا حد امکان سخت باشد.
• مشخص شود نرخ بالاقدرت چسبندگی به سطح قطعه کار (یعنی افزایش چسبندگی)؛
• دارای مقدار انبساط حرارتی است که کمی با انبساط ساختار محافظت شده متفاوت است.
• تا حد امکان در برابر عوامل مضر محیطی غیرقابل دسترس باشد.

همچنین پوشش باید تا حد امکان به صورت یکنواخت و به صورت یک لایه پیوسته بر روی کل سازه اعمال شود.

تمام پوشش های محافظی که امروزه استفاده می شود به دو دسته تقسیم می شوند:

• فلزی و غیر فلزی؛
• آلی و معدنی

3

رایج ترین و نسبتاً ساده ترین گزینه برای محافظت از فلزات در برابر زنگ زدگی که برای مدت طولانی شناخته شده است، استفاده از رنگ و لاک است. درمان ضد خوردگی مواد با چنین ترکیباتی نه تنها با سادگی و هزینه کم، بلکه با خواص مثبت زیر مشخص می شود:

• توانایی اعمال پوشش های سایه های رنگی مختلف - که به ساختارها ظاهری ظریف می بخشد و به طور قابل اعتماد آنها را از زنگ زدگی محافظت می کند.
• سادگی بازگرداندن لایه محافظ در صورت آسیب.

متأسفانه ترکیبات رنگ و لاک دارای ضریب مقاومت حرارتی بسیار کمی، مقاومت کم در آب و مقاومت مکانیکی نسبتاً پایینی هستند. به همین دلیل، مطابق با SNiP های موجود، استفاده از آنها در مواردی توصیه می شود که محصولات با نرخ بیش از 0.05 میلی متر در سال در معرض خوردگی نباشند و عمر برنامه ریزی شده آنها از ده سال تجاوز نکند.

اجزای ترکیب رنگ و لاک مدرن شامل عناصر زیر است:

• رنگ: تعلیق رنگدانه ها با ساختار معدنی؛
• لاک ها: محلول های (کلوئیدی) رزین ها و روغن ها در حلال های با منشاء آلی (محافظت در برابر خوردگی هنگام استفاده پس از پلیمریزاسیون رزین یا روغن یا تبخیر آنها تحت تأثیر یک کاتالیزور اضافی و همچنین هنگام گرم شدن حاصل می شود).
• ترکیبات مصنوعی و طبیعی به نام سازنده فیلم (به عنوان مثال، روغن خشک کردن شاید محبوب ترین "محافظ" غیر فلزی چدن و ​​فولاد باشد).
• مینا: محلول های لاک با مجموعه ای از رنگدانه های انتخاب شده به شکل خرد شده.
• نرم کننده ها و نرم کننده های مختلف: اسید آدیپیک به شکل استرها، دی بوتیل فتولات، روغن کرچک، تری کرسیل فسفات، لاستیک، سایر عناصری که خاصیت ارتجاعی لایه محافظ را افزایش می دهند.
• اتیل استات، تولوئن، بنزین، الکل، زایلن، استون و غیره (این اجزاء مورد نیاز هستند تا ترکیبات رنگ و لاک بدون مشکل روی سطح تحت درمان اعمال شود).
• پرکننده های بی اثر: ذرات ریز آزبست، تالک، گچ، کائولن (آنها قابلیت ضد خوردگی فیلم ها را افزایش می دهند و همچنین ضایعات سایر اجزای پوشش های رنگ و لاک را کاهش می دهند).
• رنگدانه ها و رنگ ها؛
• کاتالیزورها (به زبان متخصصان - خشک کن): نمک های کبالت و منیزیم اسیدهای آلی چرب لازم برای خشک کردن سریع ترکیبات محافظ.

ترکیبات رنگ و لاک با در نظر گرفتن شرایط استفاده از محصول در حال پردازش انتخاب می شوند. ترکیبات مبتنی بر عناصر اپوکسی برای استفاده در اتمسفرهایی که بخارهای کلروفرم و کلر دو ظرفیتی به طور مداوم وجود دارد و همچنین برای تصفیه ساختارها در اسیدهای مختلف (نیتریک، فسفریک، هیدروکلریک و غیره) توصیه می شود.

ترکیبات رنگ و لاک با پلی کرووینیل نیز در برابر اسیدها مقاوم هستند. آنها همچنین برای محافظت از فلز در برابر روغن ها و مواد قلیایی استفاده می شوند. اما برای محافظت از ساختارها در برابر گازها، از ترکیبات مبتنی بر پلیمرها (اپوکسی، ارگانوفلوئور و غیره) بیشتر استفاده می شود.

هنگام انتخاب یک لایه محافظ، توجه به الزامات SNiP روسیه برای صنایع مختلف بسیار مهم است. چنین هنجارهای بهداشتی به وضوح نشان می دهد که از کدام ترکیبات و روش های محافظت در برابر خوردگی می توان استفاده کرد و باید از آنها اجتناب کرد. به عنوان مثال، SNiP 3.04.03-85 توصیه هایی را برای حفاظت از سازه های مختلف ساختمانی ارائه می دهد:

• خطوط لوله اصلی گاز و نفت؛
• لوله های پوشش فولادی؛
• شبکه های گرمایشی؛
• سازه های بتنی و فولادی.

4

تشکیل فیلم های ویژه بر روی محصولات فلزی از طریق پردازش الکتروشیمیایی یا شیمیایی برای محافظت از آنها در برابر زنگ زدگی کاملاً امکان پذیر است. اغلب، فیلم های فسفات و اکسید ایجاد می شود (باز هم، مفاد SNiP باید در نظر گرفته شود، زیرا مکانیسم های حفاظتی برای چنین ترکیباتی برای محصولات مختلف متفاوت است).

فیلم های فسفات مناسب برای ضد حفاظت در برابر خوردگیفلزات غیر آهنی و آهنی. ماهیت این فرآیند غوطه ور کردن محصولات در محلول روی، آهن یا منگنز با نمک های اسیدی فسفر است که تا دمای معین (حدود 97 درجه) گرم شده است. فیلم حاصل برای اعمال ترکیب رنگ و لاک روی آن ایده آل است.

توجه داشته باشید که لایه فسفات خود عمر طولانی ندارد. کشش کم و کاملا شکننده است. فسفاته کردن برای محافظت از قطعاتی که در دماهای بالا یا در آب نمک کار می کنند (مثلاً آب دریا) استفاده می شود.

از فیلم های محافظ اکسید نیز به میزان محدودی استفاده می شود. آنها با پردازش فلزات در محلول های قلیایی تحت تأثیر جریان به دست می آیند. محلول شناخته شده برای اکسیداسیون سود سوزآور (چهار درصد) است. عمل به دست آوردن یک لایه اکسید اغلب آبی نامیده می شود، زیرا در سطح فولادهای کم و کربن بالا، فیلم با رنگ سیاه زیبا مشخص می شود.

اکسیداسیون در شرایطی انجام می شود که پارامترهای هندسی اولیه باید بدون تغییر نگه داشته شوند. لایه اکسید معمولاً برای ابزار دقیق و سلاح های کوچک اعمال می شود. ضخامت چنین فیلمی در بیشتر موارد از یک و نیم میکرون تجاوز نمی کند.

روش های دیگر حفاظت در برابر خوردگی با استفاده از پوشش های معدنی:

5

اگر محصولات فلزی پلاریزه شوند، میزان زنگ زدگی ناشی از عوامل الکتروشیمیایی را می توان به میزان قابل توجهی کاهش داد. الکتروشیمیایی محافظت در برابر خوردگیدو نوع وجود دارد:

• آندی؛
• کاتد

فناوری آندی برای موادی از موارد زیر مناسب است:

• آلیاژهای (بسیار آلیاژی) بر پایه آهن؛
• با سطح دوپینگ پایین؛
• فولادهای کربنی

ماهیت تکنیک حفاظت آندی ساده است: یک محصول فلزی که باید خواص ضد خوردگی داشته باشد، به محافظ کاتد یا به "به علاوه" یک منبع جریان (خارجی) متصل می شود. این روش میزان زنگ زدگی را چندین هزار بار کاهش می دهد. عناصر و ترکیبات با پتانسیل مثبت بالا (سرب، پلاتین، دی اکسید سرب، برنج پلاتینه، تانتالم، مگنتیت، کربن و غیره) می توانند به عنوان محافظ کاتد عمل کنند.

حفاظت ضد خوردگی آندی تنها در صورتی موثر خواهد بود که دستگاه پردازش سازه شرایط زیر را برآورده کند:

• هیچ پرچ روی آن وجود ندارد.
• جوشکاری تمام عناصر با بالاترین کیفیت ممکن انجام می شود.
• غیرفعال سازی فلز در یک محیط تکنولوژیکی انجام می شود.
• تعداد شکاف ها و ترک ها حداقل است (یا وجود ندارند).

نوع توصیف شده حفاظت الکتروشیمیایی به دلیل خطر انحلال آندی فعال سازه ها در هنگام قطع جریان، ناایمن است. در این راستا، تنها زمانی انجام می شود که یک سیستم ویژه برای نظارت بر اجرای همه ارائه شده وجود داشته باشد طرح فناورانهعملیات

حفاظت کاتدی، که برای فلزاتی که تمایل به غیر فعال شدن ندارند، مناسب است، رایج تر و کم خطرتر در نظر گرفته می شود. این روش شامل اتصال ساختار به پتانسیل منفی الکترود یا به "منهای" منبع جریان است. حفاظت کاتدی برای انواع تجهیزات زیر استفاده می شود:

• ظروف و دستگاه (قطعات داخلی آنها) مورد استفاده در کارخانه های شیمیایی.
• دکل های حفاری، کابل ها، خطوط لوله و سایر سازه های زیرزمینی؛
• عناصر سازه های ساحلی که با آب شور در تماس هستند.
• مکانیزم های ساخته شده از آلیاژهای با کروم بالا و مس.

آند در این مورد زغال سنگ، چدن، ضایعات فلزی، گرافیت، فولاد است.

6

بر شرکت های تولیدیبا اصلاح ترکیب اتمسفر تهاجمی که در آن قطعات و سازه های فلزی کار می کنند، می توان با خوردگی با موفقیت مقابله کرد. دو گزینه برای کاهش تهاجم محیطی وجود دارد:

• معرفی بازدارنده های خوردگی در آن؛
• حذف آن دسته از ترکیباتی که باعث خوردگی می شوند از محیط.

بازدارنده ها معمولاً در سیستم های خنک کننده، مخازن، حمام های ترشی، مخازن مختلف و سایر سیستم هایی که در آنها محیط خورنده دارای حجم تقریباً ثابتی است استفاده می شود. کند کننده ها به دو دسته تقسیم می شوند:

• آلی، غیر آلی، فرار؛
• آندی، کاتدی، مخلوط؛
• کار در محیط های قلیایی، اسیدی، خنثی.

در زیر شناخته شده ترین و پرکاربردترین بازدارنده های خوردگی که الزامات SNiP را برای تأسیسات مختلف تولید برآورده می کنند، آورده شده است:

• بی کربنات کلسیم؛
• بورات ها و پلی فسفات ها؛
• بی کرومات ها و کرومات ها؛
• نیتریت ها
• تعدیل کننده های آلی (الکل های پلی بازیک، تیول ها، آمین ها، آمینو الکل ها، اسیدهای آمینه با خواص پلی کربوکسیل، ترکیبات فرار "IFKHAN-8A"، "VNH-L-20"، "NDA").

اما با استفاده از روش های زیر می توانید تهاجمی جوی خورنده را کاهش دهید:

• جاروبرقی
• خنثی سازی اسیدها با استفاده از سود سوزآور یا آهک (سوخته)؛
• هوازدایی برای حذف اکسیژن

همانطور که می بینید، امروزه راه های زیادی برای محافظت وجود دارد سازه های فلزیو محصولات فقط مهم است که گزینه بهینه را برای هر مورد خاص به درستی انتخاب کنید و سپس قطعات و سازه های ساخته شده از فولاد و چدن برای مدت بسیار بسیار طولانی خدمت می کنند.

7

ما می خواهیم به طور خلاصه اطلاعات SNiP را بررسی کنیم که الزامات حفاظت از زنگ سازه های ساختمانی (آلومینیوم، فلز، فولاد، بتن مسلح و غیره) را شرح می دهد. آنها توصیه هایی در مورد استفاده از روش های مختلف محافظت در برابر خوردگی ارائه می دهند.

SNiP 2.03.11 حفاظت از سطوح سازه های ساختمانی را به روش های زیر ارائه می دهد:

• اشباع (نوع آب بندی) با مواد با افزایش مقاومت شیمیایی؛
• چسباندن با مواد فیلم؛
• با استفاده از انواع رنگ ها، ماستیک ها، اکسیدها و پوشش های متالیزه.

در واقع، این SNiP به شما امکان می دهد از تمام روش هایی که توضیح دادیم برای محافظت از فلزات در برابر زنگ زدگی استفاده کنید. در عین حال، قوانین ترکیب تجهیزات حفاظتی خاص را بسته به محیطی که ساختار ساختمان در آن قرار دارد، تعیین می کند. از این منظر محیط ها می توانند: متوسط، ضعیف و شدیداً تهاجمی و همچنین کاملاً غیر تهاجمی باشند. همچنین در SNiP تقسیم رسانه ها به بیولوژیکی و شیمیایی فعال، جامد، مایع و گاز پذیرفته شده است.

معرفی.

1.1 مفهوم خوردگی.

ویژگی ها و ماهیت فرآیندهای خوردگی.

2.1 طبقه بندی محیط های خورنده.

2.2 میزان خوردگی

2.3 مبانی تئوری خوردگی.

2.4 طبقه بندی فرآیندهای خوردگی:

بر اساس نوع تخریب؛

با مکانیسم:

خوردگی شیمیایی؛

خوردگی الکتروشیمیایی

روشهای حفاظت در برابر خوردگی

3.1 آلیاژسازی

3.2 فیلم های محافظ

3.3 آغازگرها و فسفاته کردن

3.4 حفاظت الکتروشیمیایی

3.5 پوشش سیلیکات

3.6 پوشش های سیمانی

3.7 پوشش های فلزی

3.8 مهارکننده ها

استفاده از پوشش های محافظ ضد خوردگی

نتیجه

فهرست ادبیات استفاده شده

معرفی

مفهوم خوردگی

واژه خوردگی از کلمه لاتین گرفته شده است فاسد کردن، که به معنای خوردگی، از بین بردن است.

خوردگی فرآیند خود به خودی تخریب مواد و محصولات ساخته شده از آنها تحت تأثیر شیمیایی محیط است.

خوردگی فلز - تخریب فلزات در اثر اثرات فیزیکی و شیمیایی محیط خارجی، که در آن فلز به حالت اکسید شده (یونی) رفته و خواص ذاتی خود را از دست می دهد.

در مواردی که اکسیداسیون فلز برای انجام هر یک ضروری است فرآیند تکنولوژیکی، اصطلاح "خوردگی" نباید استفاده شود. به عنوان مثال، ما نمی توانیم در مورد خوردگی یک آند محلول در یک حمام گالوانیکی صحبت کنیم، زیرا آند باید اکسید شود و یون های خود را به محلول ارسال کند تا فرآیند مورد نظر اتفاق بیفتد. همچنین نمی توان در مورد خوردگی آلومینیوم در طی فرآیند آلومینیوم گرمایی صحبت کرد. اما جوهر فیزیکی و شیمیایی تغییراتی که در فلز رخ می دهد در همه این موارد یکسان است: فلز اکسید شده است.

ویژگی ها و ماهیت فرآیندهای خوردگی

طبقه بندی محیط های خورنده

به محیطی که فلز در آن خورده می شود ( خورده ) می گویند خورنده یا محیط تهاجمی. با توجه به میزان تاثیر بر فلزات، محیط های خورنده را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

• غیر تهاجمی؛
• خفیف تهاجمی؛
• نسبتاً تهاجمی؛
• بسیار تهاجمی

برای تعیین درجه تهاجمی محیط در هنگام خوردگی اتمسفر، لازم است شرایط عملکرد سازه های فلزی ساختمان ها و سازه ها در نظر گرفته شود. میزان تهاجمی بودن محیط نسبت به سازه های داخل ساختمان های گرم شده و گرم نشده، ساختمان های بدون دیوار و ساختمان هایی که دائماً هوادهی می شوند با توجه به احتمال تراکم رطوبت و همچنین شرایط دما و رطوبت و غلظت گازها و گرد و غبار در داخل ساختمان تعیین می شود. ساختمان. درجه تهاجمی محیط در رابطه با سازه های موجود در هوای آزاد که از قرار گرفتن مستقیم در معرض بارش محافظت نمی شوند، با توجه به منطقه آب و هوایی و غلظت گازها و گرد و غبار در هوا تعیین می شود. با در نظر گرفتن تأثیر عوامل هواشناسی و تهاجمی گازها، یک طبقه بندی از درجه تهاجمی محیط ها در رابطه با ساختمان سازه های فلزی ایجاد شده است. با در نظر گرفتن تأثیر عوامل هواشناسی و تهاجمی بودن گازها، طبقه‌بندی درجه تهاجمی محیط‌ها در رابطه با ساختمان سازه‌های فلزی ایجاد شده است که در جدول ارائه شده است:

بنابراین، حفاظت از سازه های فلزی در برابر خوردگی با تهاجمی بودن شرایط عملیاتی آنها تعیین می شود. مطمئن ترین سیستم های حفاظتی برای سازه های فلزی پوشش های آلومینیوم و روی هستند.

نرخ خوردگی

میزان خوردگی فلزات و پوشش‌های فلزی در شرایط جوی با تأثیر پیچیده تعدادی از عوامل تعیین می‌شود: وجود لایه‌های فاز و جذب رطوبت روی سطح، آلودگی هوا با مواد خورنده، تغییرات دمای هوا و فلز، تشکیل محصولات خوردگی، و غیره.

ارزیابی و محاسبه نرخ خوردگی باید بر اساس در نظر گرفتن مدت زمان و اثر خورنده مواد تهاجمی ترین عوامل بر روی فلز باشد.

با توجه به عوامل مؤثر بر نرخ خوردگی، توصیه می شود شرایط عملیاتی فلزات در معرض خوردگی جوی را به شرح زیر تقسیم بندی کنید:

1. فضاهای بسته با منابع داخلی گرما و رطوبت (اتاق های گرم).
2. فضاهای بسته بدون منابع داخلی گرما و رطوبت (اتاق های گرم نشده)؛
3. فضای باز

مبانی تئوری خوردگی

هر فرآیند خوردگی چند مرحله ای است.

1. تامین یک محیط خورنده یا اجزای جداگانه آن به سطح فلز.
2. تعامل محیط با فلز.
3. حذف کامل یا جزئی محصولات از سطح فلز (در صورت مایع بودن محیط به حجم مایع).

بیشتر فلزات (به جز طلا، نقره، پلاتین، مس) در طبیعت در حالت یونی یافت می شوند: اکسیدها، سولفیدها، کربنات ها و غیره و معمولاً سنگ معدن نامیده می شوند. حالت یونی مطلوب تر است و با انرژی داخلی کمتر مشخص می شود. این امر در تولید فلزات از سنگ معدن و خوردگی آنها قابل توجه است. انرژی جذب شده در حین احیای فلز از ترکیبات نشان می دهد که فلز آزاد بیشتر است انرژی بالانسبت به اتصال فلزی این منجر به این واقعیت می شود که فلز در تماس با یک محیط خورنده تمایل دارد به یک حالت انرژی مطلوب با ذخیره انرژی کوچکتر حرکت کند. علت اصلی خوردگی فلزات، ناپایداری ترمودینامیکی فلزات در یک محیط معین است.

طبقه بندی فرآیندهای خوردگی

بر اساس نوع تخریب

با توجه به نوع تخریب، خوردگی می تواند پیوسته یا موضعی باشد.

هنگامی که آسیب خوردگی به طور یکنواخت در تمام سطح فلز توزیع می شود، خوردگی نامیده می شود لباس فرمیا جامد. خطری برای سازه ها و دستگاه ها ایجاد نمی کند، به ویژه در مواردی که از دست دادن فلزات از استانداردهای توجیه فنی فراتر نمی رود. عواقب آن را می توان نسبتاً به راحتی در نظر گرفت.

اگر بخش قابل توجهی از سطح فلز عاری از خوردگی باشد و دومی در نواحی جداگانه متمرکز شود، آن را نامیده می شود. محلیاین بسیار خطرناک تر است، اگرچه تلفات فلز ممکن است اندک باشد. خطر آن در این واقعیت نهفته است که با کاهش استحکام بخش های جداگانه، قابلیت اطمینان سازه ها، سازه ها و دستگاه ها را به شدت کاهش می دهد. خوردگی موضعی توسط آب دریا و محلول‌های نمک‌ها، به‌ویژه نمک‌های هالید: کلرید سدیم، کلسیم، منیزیم مورد علاقه است. به خصوص مشکلات جدی مربوط به کلرید سدیم است که در زمستان در جاده ها و پیاده روها برای حذف برف و یخ پراکنده می شود. در مجاورت نمک ها ذوب می شوند و محلول های حاصل به لوله های فاضلاب می ریزند. نمک ها فعال کننده های خوردگی هستند و به ویژه منجر به تخریب سریع فلزات می شوند وسیله نقلیهو ارتباطات زیرزمینی تخمین زده می شود که در ایالات متحده، استفاده از نمک برای این منظور منجر به ضرر 2 میلیارد دلاری در سال به دلیل خوردگی موتور و 0.5 میلیارد دلار در تعمیرات اضافی جاده ها، بزرگراه های زیرزمینی و پل ها می شود. دلیل استفاده از کلرید سدیم ارزان بودن آن است. در حال حاضر، تنها یک راه وجود دارد - برداشتن به موقع برف و بردن آن به محل های دفن زباله. از نظر اقتصادی بیش از حد قابل توجیه است.

زخم زا(به صورت لکه هایی در اندازه های مختلف) ، حفره، شکاف، تماس، خوردگی بین کریستالی- رایج ترین انواع خوردگی موضعی که در عمل با آن مواجه می شوند. نقطه یکی از خطرناک ترین است. این شامل ایجاد ضایعات از طریق، یعنی حفره های دقیق است - حفره ها.

ترک خوردگیزمانی اتفاق می افتد که فلز به طور همزمان در معرض یک محیط تهاجمی و استرس مکانیکی قرار گیرد. ترک های ترانس دانه ای در فلز ظاهر می شود که اغلب منجر به تخریب کامل محصول می شود.

با مکانیسم

بر اساس مکانیسم فرآیند خوردگی، دو نوع اصلی خوردگی متمایز می شوند: شیمیایی و الکتروشیمیایی. جدا کردن یک گونه از گونه دیگر دشوار و گاهی غیرممکن است.

زیر خوردگی شیمیایی دلالت بر تعامل سطح فلز با محیط دارد که با وقوع فرآیندهای الکتروشیمیایی (الکترود) در مرز فاز همراه نیست. این بر اساس واکنش بین یک فلز و یک معرف تهاجمی است. این نوع خوردگی عموماً به طور یکنواخت در کل سطح فلز رخ می دهد. از این نظر، خوردگی شیمیایی خطر کمتری نسبت به خوردگی الکتروشیمیایی دارد.

نمونه هایی از خوردگی شیمیایی عبارتند از زنگ زدن آهن و پتینه برنز. که در تولید صنعتیفلزات اغلب تا دمای بالا گرم می شوند. در چنین شرایطی، خوردگی شیمیایی تسریع می شود. بسیاری از مردم می دانند که هنگام چرخاندن قطعات داغ فلز، مقیاس تشکیل می شود. این یک محصول معمولی از خوردگی شیمیایی است.

مشخص شده است که خوردگی آهن با وجود گوگرد در آن تقویت می شود. اشیاء عتیقه ساخته شده از آهن دقیقا به دلیل محتوای گوگرد کم این آهن در برابر خوردگی مقاوم هستند. گوگرد موجود در آهن معمولاً به شکل سولفید FeS و غیره یافت می شود. در طی فرآیند خوردگی، سولفیدها با آزاد شدن سولفید هیدروژن H 2 S که کاتالیزور خوردگی آهن است، تجزیه می شوند.

مکانیسم خوردگی شیمیایی به انتشار واکنشی اتم‌ها یا یون‌های فلزی از طریق یک فیلم ضخیم شدن تدریجی محصولات خوردگی (به عنوان مثال، مقیاس) و ضد انتشار اتم‌ها یا یون‌های اکسیژن خلاصه می‌شود. بر اساس دیدگاه های مدرن، این فرآیند دارای مکانیزم یونی-الکترونیکی است، شبیه به فرآیندهای هدایت الکتریکی در بلورهای یونی.

فرآیندهای خوردگی شیمیایی بسیار متنوعی در صنایع مختلف رخ می دهد. در جوی متشکل از هیدروژن، متان و سایر هیدروکربن‌ها، مونوکسید کربن (II)، سولفید هیدروژن، کلر، در محیط اسیدی و همچنین در نمک‌های مذاب و سایر مواد، واکنش‌های خاصی شامل مواد دستگاه و واحدهایی رخ می‌دهد که در آن‌ها وجود دارد. فرآیند شیمیایی انجام می شود. وظیفه متخصصان هنگام طراحی یک راکتور این است که فلز یا آلیاژی را انتخاب کنند که در برابر اجزای فرآیند شیمیایی بیشترین مقاومت را داشته باشد.

تقریباً بیشترین نگاه مهمخوردگی شیمیایی برهمکنش فلز در دماهای بالا با اکسیژن و سایر رسانه های فعال گازی (HS، SO، هالوژن ها، بخار آب، CO) است. فرآیندهای مشابه خوردگی شیمیایی فلزات در دماهای بالا نیز نامیده می شود خوردگی گاز. بسیاری از بخش های حیاتی سازه های مهندسی در اثر خوردگی گاز (تیغه ها) به شدت تخریب می شوند توربین های گازی، نازل ها موتورهای موشکی، عناصر بخاری برقی، میله های رنده، اتصالات کوره). تلفات زیاد از خوردگی گاز (ضایعات فلزی) ناشی از صنعت متالورژی. مقاومت در برابر خوردگی گاز با وارد کردن مواد افزودنی مختلف (کروم، آلومینیوم، سیلیکون) به ترکیب آلیاژ افزایش می‌یابد. افزودنی های آلومینیوم، بریلیم و منیزیم به مس باعث افزایش مقاومت آن در برابر خوردگی گاز در محیط های اکسید کننده می شود. برای محافظت از محصولات آهنی و فولادی در برابر خوردگی گاز، سطح محصول با آلومینیوم (alitizing) پوشش داده می شود.

زیر خوردگی الکتروشیمیایی به فرآیند برهمکنش فلزات با الکترولیت ها به شکل محلول های آبی، کمتر با الکترولیت های غیر آبی، به عنوان مثال، با برخی از ترکیبات رسانای الکتریکی آلی یا نمک های مذاب بی آب در دماهای بالا اشاره دارد.

بیایید نموداری از این فرآیند را در نظر بگیریم. پیچیدگی آن در این واقعیت نهفته است که در یک سطح دو فرآیند به طور همزمان اتفاق می‌افتد که در معنای شیمیایی آنها متضاد هستند: اکسیداسیون فلز و کاهش عامل اکسید کننده. هر دو فرآیند باید به صورت مزدوج اتفاق بیفتند تا برابری در تعداد الکترون‌هایی که فلز داده می‌شود و در واحد زمان به عامل اکسید کننده اضافه می‌شود، حفظ شود. فقط در این مورد می تواند یک حالت ساکن رخ دهد. به عنوان مثال، برهمکنش یک فلز با اسیدها بر اساس این اصل انجام می شود:

روی + 2HCl روی + 2Cl +H

این واکنش کلی شامل دو عمل است:

Zn Zn + 2e

خوردگی الکتروشیمیایی اغلب با حضور ناخالصی‌های تصادفی یا افزودنی‌های آلیاژی معرفی شده در فلز همراه است.

بسیاری از شیمیدانان در یک زمان از این واقعیت متحیر بودند که گاهی اوقات واکنش

Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

نشت نمی کند. مشخص شد که در چنین شرایطی لازم است کمی سولفات مس (II) (سولفات مس) به محلول اضافه شود. در این صورت مس روی سطح روی آزاد می شود.

CaSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cu

و هیدروژن به سرعت شروع به تکامل خواهد کرد. هنگام توضیح این پدیده در سال 1830، شیمیدان سوئیسی A. de la Rive اولین نظریه الکتروشیمیایی خوردگی را ایجاد کرد.

در سال 1800، اندکی پس از کشف پدیده الکتروشیمیایی توسط L. Galvani ایتالیایی، هموطن او A. Volta یک منبع ساخت. جریان الکتریسیته- یک عنصر گالوانیکی که عصر برق را برای بشریت آغاز کرد. در یک تجسم، منبع شامل دیسک های متناوب مس و روی بود که توسط مواد متخلخل جدا شده و در محلول نمک خیس شده بودند. بسته به تعداد دیسک ها، جریانی با قدرت متفاوت به دست می آید. هنگامی که فلز مس بر روی سطح روی رسوب می کند، یک عنصر اتصال کوتاه به دست می آید. در آن روی آند و مس کاتد است. از آنجایی که مس با روی در تماس است و هر دو فلز توسط یک محلول الکترولیت احاطه شده اند، سلول ولتایی "روشن" است. روی به شکل یون روی 2+ وارد محلول اسید سولفوریک می شود و دو الکترون باقی مانده از هر اتم به یک فلز الکترومثبت تر - مس می روند:

Zn = Zn 2+ + 2e –

یون های هیدروژن به آند مس نزدیک می شوند، الکترون ها را می پذیرند و به اتم های هیدروژن و سپس به مولکول های هیدروژن تبدیل می شوند:

H + + e (Cu) = H

بنابراین، جریان‌های یونی از هم جدا می‌شوند و با وجود اسید اضافی، این فرآیند تا حل شدن تمام روی ادامه می‌یابد.

بنابراین، فرآیندهای خوردگی الکتروشیمیایی طبق قوانین سینتیک الکتروشیمیایی پیش می‌رود، زمانی که واکنش کلی واکنش را می‌توان به فرآیندهای الکترودی تا حد زیادی مستقل تقسیم کرد:

• فرآیند آندی- انتقال فلز به محلول به شکل یون (در محلول های آبی، معمولاً هیدراته) که تعداد معادلی الکترون در فلز باقی می گذارد.
• به فرآیند اتمی- جذب الکترون های اضافی ظاهر شده در فلز توسط دپلاریز کننده ها.

خوردگی با هیدروژن، اکسیژن یا دپلاریزاسیون اکسیداتیو وجود دارد. در صورت وجود اکسیژن گازی در محلول و عدم امکان فرآیند خوردگی با دپلاریزاسیون هیدروژنی، نقش اصلی دپلاریز کننده را اکسیژن بر عهده دارد. فرآیندهای خوردگی که در آن دپلاریزاسیون کاتدی توسط اکسیژن محلول در الکترولیت انجام می شود، فرآیندهای خوردگی فلز با دپلاریزاسیون اکسیژن. این رایج ترین نوع خوردگی فلز در آب، در محلول های نمک خنثی و حتی کمی اسیدی است آب دریا، در زمین، در جو هوا.

طرح کلی دپلاریزاسیون اکسیژن به کاهش اکسیژن مولکولی به یون هیدروکسید مربوط می شود:

O + 4e + 2HO 4OH

خوردگی فلز با دپلاریزاسیون اکسیژن در اکثر موارد عملی در الکترولیت های در تماس با جو اتفاق می افتد که فشار جزئی اکسیژن در آن 0.21 اتمسفر است.

هر فرآیند با دپلاریزاسیون اکسیژن شامل مراحل متوالی زیر است.

1. انحلال اکسیژن در الکترولیت.
2. انتقال اکسیژن محلول در محلول الکترولیت (از طریق انتشار یا اختلاط).
3. انتقال اکسیژن در نتیجه حرکت الکترولیت.
4. انتقال اکسیژن در لایه انتشار الکترولیت یا در فیلم محصولات خوردگی فلز به مناطق کاتدی سطح.
5. یونیزاسیون اکسیژن:

در شرایط واقعی خوردگی فلز، سخت ترین مراحل فرآیند عبارتند از:

1. واکنش یونیزاسیون اکسیژن در کاتد. پلاریزاسیون حاصل، اضافه ولتاژ اکسیژن نامیده می شود. آنها می گویند که این فرآیند تحت کنترل جنبشی رخ می دهد.
2. انتشار اکسیژن به کاتد یا اضافه ولتاژ انتشار. در این مورد گفته می شود که فرآیند کنترل شده با انتشار است.

ممکن است مواردی وجود داشته باشد که هر دو مرحله - یونیزاسیون اکسیژن و انتشار اکسیژن - بر روند تأثیر بگذارند. سپس در مورد کنترل انتشار جنبشی صحبت می کنند.

ماهیت اولین نظریه الکتروشیمیایی این بود که ناخالصی های موجود در فلزات سلول های میکروگالوانیکی ایجاد می کنند که در آن الکترون ها از آند به سمت محل های کاتد جریان می یابند. از آنجایی که فرآیندهای کاتدی و آندی در سطح از هم جدا می شوند، جریان های مخالف یون ها، اتم ها و مولکول ها نیز از هم جدا می شوند. جریان های جدا شده با یکدیگر تداخلی ندارند و به همین دلیل فرآیند خوردگی سریعتر از سلول های میکروولتائیک پیش می رود.

البته امروزه تئوری های خوردگی الکتروشیمیایی بسیار پیشرفته تر به نظر می رسند. آنها بر اساس حقایق تجربی متعددی هستند و به شکل ریاضی بیان می شوند.

موارد زیر متمایز می شوند: انواع خوردگی الکتروشیمیایی، که مهمترین اهمیت عملی را دارند.

1. خوردگی در الکترولیت هااین نوع شامل خوردگی در آبهای طبیعی (دریایی و شیرین) و همچنین انواع مختلفخوردگی در محیط مایع بسته به ماهیت محیط، موارد زیر وجود دارد:

آ) اسیدی;

ب) قلیایی;

V) شور;

ز) خوردگی دریا

با توجه به شرایط قرار گرفتن محیط مایع در برابر فلز، این نوع خوردگی نیز به صورت زیر مشخص می شود:

• خوردگی غوطه وری کامل؛
• با غوطه ور شدن ناقص؛
• با غوطه وری متغیر

هر یک از این زیرگروه ها ویژگی های مشخصه خود را دارند.

2 . خوردگی خاک (زمینی، زیرزمینی).- قرار گرفتن فلز در معرض خاک که از نظر خوردگی باید به عنوان نوعی الکترولیت در نظر گرفته شود. ویژگی مشخصهخوردگی الکتروشیمیایی زیرزمینی یک تفاوت بزرگ در سرعت تحویل اکسیژن (دپلاریزه کننده اصلی) به سطح سازه های زیرزمینی در خاک های مختلف (ده ها هزار بار) است. نقش مهمی در خوردگی در خاک با تشکیل و عملکرد جفت‌های ماکرو خوردگی به دلیل هوادهی ناهموار بخش‌های جداگانه سازه و همچنین وجود جریان‌های سرگردان در زمین بازی می‌کند. در برخی موارد، سرعت خوردگی الکتروشیمیایی در شرایط زیرزمینی نیز به طور قابل توجهی تحت تأثیر توسعه فرآیندهای بیولوژیکی در خاک است.

3. خوردگی اتمسفر- خوردگی فلزات در شرایط جوی و همچنین هر گونه گاز مرطوب. مشاهده شده تحت چگالش لایه های قابل مشاهده رطوبت بر روی سطح فلز ( خوردگی جوی مرطوب) یا زیر نازک ترین لایه های جذب رطوبت نامرئی ( خوردگی جوی مرطوب). یکی از ویژگی های خوردگی اتمسفر، وابستگی شدید سرعت و مکانیسم آن به ضخامت لایه رطوبت روی سطح فلز یا درجه رطوبت محصولات خوردگی حاصل است.

4. خوردگی تحت تأثیر مکانیکی.سازه های مهندسی متعددی که هم در الکترولیت های مایع و هم در شرایط جوی و زیرزمینی کار می کنند در معرض این نوع تخریب هستند. معمول ترین انواع چنین تخریب عبارتند از:

• ترک خوردگی; این با تشکیل ترک هایی مشخص می شود که می توانند نه تنها بین کریستالی، بلکه ترانس کریستالی نیز منتشر شوند. نمونه ای از این تخریب ها شکنندگی قلیایی دیگ ها، ترک های فصلی برنج و همچنین ترک خوردن برخی از آلیاژهای ساختاری با مقاومت بالا است.
• خستگی ناشی از خوردگی، ناشی از قرار گرفتن در معرض یک محیط خورنده و تنش های مکانیکی متناوب یا ضربانی است. این نوع شکستگی نیز با ایجاد ترک های بین دانه ای و فرا دانه ای مشخص می شود. تخریب فلزات در اثر خستگی ناشی از خوردگی در حین بهره برداری از سازه های مهندسی مختلف (شفت) رخ می دهد. پروانه ها، فنرهای ماشین، طناب ها، میله های پمپ چاه عمیق، رول های سرد شده کارخانه های نورد و غیره).
• کاویتاسیون خورندهکه معمولاً نتیجه عمل مکانیکی شدید یک محیط خورنده بر روی سطح فلز است. چنین اثر خوردگی-مکانیکی می تواند منجر به تخریب محلی بسیار قوی سازه های فلزی شود (به عنوان مثال، برای پروانه های کشتی های دریایی). مکانیسم تخریب ناشی از حفره خوردگی نزدیک به تخریب ناشی از خستگی خوردگی سطحی است.
• فرسایش خوردگی، ناشی از اثر ساینده مکانیکی یک جسم جامد دیگر در حضور یک محیط خورنده یا اثر ساینده مستقیم خود محیط خورنده است. این پدیده گاهی اوقات نیز نامیده می شود سایش خورندهیا فرسایش خوردگی.

روشهای حفاظت در برابر خوردگی

مشکل محافظت از فلزات در برابر خوردگی تقریباً در همان ابتدای استفاده از آنها بوجود آمد. مردم سعی کردند با کمک چربی، روغن و بعداً با پوشش دادن با فلزات دیگر و مهمتر از همه، قلع قابل ذوب، از فلزات در برابر تأثیرات جوی محافظت کنند. در آثار هرودوت مورخ یونان باستان (قرن 5 قبل از میلاد) قبلاً به استفاده از قلع برای محافظت از آهن در برابر خوردگی اشاره شده است.

وظیفه شیمیدانان روشن کردن ماهیت پدیده های خوردگی، توسعه اقداماتی است که از پیشرفت آن جلوگیری یا کندتر می کند. خوردگی فلزات مطابق با قوانین طبیعت اتفاق می افتد و بنابراین نمی توان به طور کامل آن را از بین برد، بلکه فقط می تواند کند شود.

بسته به ماهیت خوردگی و شرایطی که در آن اتفاق می افتد، روش های مختلفحفاظت. انتخاب یک روش یا روش دیگر با اثربخشی آن در یک مورد خاص و همچنین امکان سنجی اقتصادی تعیین می شود.

آلیاژی

راهی برای کاهش خوردگی فلز وجود دارد که نمی توان آن را به شدت به عنوان محافظ طبقه بندی کرد. این روش تولید آلیاژهایی است که به آن می گویند دوپینگ. در حال حاضر تعداد زیادی از فولادهای زنگ نزن با افزودن نیکل، کروم، کبالت و غیره به آهن ایجاد شده است، این نوع فولادها در واقع زنگ نمی‌زنند، اما خوردگی سطحی آن‌ها هرچند با سرعت کم اتفاق می‌افتد. مشخص شد که هنگام استفاده از افزودنی های آلیاژی، مقاومت در برابر خوردگی به طور ناگهانی تغییر می کند. قاعده ای به نام قاعده تامن ایجاد شده است که بر اساس آن با وارد کردن یک افزودنی آلیاژی به مقدار 1/8 کسر اتمی، یعنی یک اتم از آهن، افزایش شدید مقاومت به خوردگی آهن مشاهده می شود. افزودنی آلیاژی در هر هشت اتم آهن. اعتقاد بر این است که با این نسبت اتم ها، آرایش منظم آنها در شبکه کریستالی محلول جامد رخ می دهد که خوردگی را دشوارتر می کند.

فیلم های محافظ

یکی از متداول ترین راه ها برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی، اعمال بر روی سطح آنها است فیلم های محافظ : لاک، رنگ، مینا، فلزات دیگر. پوشش های رنگ و لاک برای طیف وسیعی از مردم در دسترس هستند. لاک ها و رنگ ها دارای نفوذپذیری گاز و بخار کم و خاصیت ضد آب هستند، بنابراین از دسترسی به سطح فلزی آب، اکسیژن و اجزای تهاجمی موجود در جو جلوگیری می کنند. پوشش یک سطح فلزی با یک لایه رنگ، خوردگی را از بین نمی برد، بلکه فقط به عنوان یک مانع در برابر آن عمل می کند، به این معنی که فقط روند خوردگی را کند می کند. به همین دلیل است مهمدارای کیفیت پوشش - ضخامت لایه، تخلخل، یکنواختی، نفوذپذیری، قابلیت متورم شدن در آب، قدرت چسبندگی. کیفیت پوشش به دقت آماده سازی سطح و روش اجرای لایه محافظ بستگی دارد. رسوب و زنگ زدگی باید از سطح فلزی که پوشش داده می شود پاک شود. در غیر این صورت از چسبندگی خوب پوشش به سطح فلز جلوگیری می کنند. کیفیت ضعیف پوشش اغلب با افزایش تخلخل همراه است. اغلب در طول تشکیل یک لایه محافظ در نتیجه تبخیر حلال و حذف محصولات پخت و تخریب (در طول پیری فیلم) رخ می دهد. بنابراین، معمولاً توصیه می شود که نه یک لایه ضخیم، بلکه چندین لایه نازک پوشش اعمال شود. در بسیاری از موارد افزایش ضخامت پوشش منجر به ضعیف شدن چسبندگی لایه محافظ به فلز می شود. حفره‌ها و حباب‌های هوا آسیب زیادی می‌رسانند. آنها زمانی تشکیل می شوند که کیفیت عملیات پوشش دهی ضعیف باشد.

برای کاهش ترشوندگی آب، گاهی اوقات پوشش های رنگ و لاک به نوبه خود با ترکیبات موم یا ترکیبات ارگانوسیلیکن محافظت می شوند. لاک ها و رنگ ها برای محافظت در برابر خوردگی جوی موثرترین هستند. در بیشتر موارد، آنها برای محافظت از سازه ها و سازه های زیرزمینی نامناسب هستند، زیرا جلوگیری از آسیب مکانیکی به لایه های محافظ در تماس با زمین دشوار است. تجربه نشان می دهد که طول عمر پوشش های رنگ و لاک در این شرایط کوتاه است. معلوم شد که استفاده از پوشش های لایه ضخیم ساخته شده از قطران زغال سنگ (قیر) بسیار کاربردی تر است.

در برخی موارد، رنگدانه های رنگ به عنوان بازدارنده های خوردگی نیز عمل می کنند (بازدارنده ها بعداً مورد بحث قرار خواهند گرفت). چنین رنگدانه هایی شامل کرومات های استرانسیوم، سرب و روی (SrCrO 4، PbCrO 4، ZnCrO 4) می باشد.

پرایمرها و فسفاته کردن

پرایمرها اغلب در زیر لایه رنگ اعمال می شوند. رنگدانه های موجود در ترکیب آن نیز باید خاصیت بازدارندگی داشته باشند. هنگامی که آب از لایه پرایمر عبور می کند، مقداری از رنگدانه را حل کرده و خورنده کمتری می شود. در میان رنگدانه های توصیه شده برای خاک، سرب سرب Pb 3 O 4 به عنوان موثرترین شناخته شده است.

به جای پرایمر، سطح فلز گاهی فسفاته می شود. برای انجام این کار، محلول های ارتوفسفات های آهن (III)، منگنز (II) یا روی (II) که حاوی خود اسید ارتوفسفریک H 3 PO 4 است، با قلم مو یا اسپری روی یک سطح تمیز اعمال می شود. در شرایط کارخانه، فسفاته کردن در دمای 99-97 درجه سانتیگراد به مدت 30-90 دقیقه انجام می شود. تشکیل یک پوشش فسفاته با حل شدن فلز در مخلوط فسفاته و باقی ماندن اکسیدها روی سطح آن انجام می شود.

چندین آماده سازی مختلف برای فسفاته کردن سطح محصولات فولادی ایجاد شده است. بیشتر آنها از مخلوطی از منگنز و فسفات آهن تشکیل شده است. شايد متداول ترين تهيه ماجف باشد - مخلوطي از منگنز دي هيدروژن فسفات منگنز(H2PO4)2، آهن Fe(H2PO4)2 و اسيد فسفريک آزاد. نام دارو از حروف اول اجزای مخلوط تشکیل شده است. از نظر ظاهری، ماجف یک پودر سفید کریستالی ریز با نسبت منگنز و آهن از 10:1 تا 15:1 است. از 46-52% P 2 O 5 تشکیل شده است. حداقل 14% منگنز؛ 0.3-3٪ آهن. هنگام فسفاته کردن با ماژوف، محصول فولادی در محلول آن قرار می گیرد و تا حدود صد درجه گرم می شود. در محلول، آهن با آزاد شدن هیدروژن از سطح حل می شود و یک لایه محافظ متراکم، بادوام و کمی محلول در آب از منگنز خاکستری سیاه و فسفات های آهن روی سطح تشکیل می شود. هنگامی که ضخامت لایه به مقدار مشخصی می رسد، انحلال بیشتر آهن متوقف می شود. فیلم فسفات از سطح محصول در برابر رسوب محافظت می کند، اما در برابر محلول های نمکی و حتی محلول های اسید ضعیف چندان موثر نیست. بنابراین، فیلم فسفات تنها می تواند به عنوان یک آغازگر برای کاربرد متوالی پوشش های محافظ و تزئینی آلی - لاک ها، رنگ ها، رزین ها باشد. فرآیند فسفاته کردن 40-60 دقیقه طول می کشد. برای سرعت بخشیدن به آن، 50-70 گرم در لیتر نیترات روی به محلول اضافه می شود. در این مورد، زمان 10-12 بار کاهش می یابد.

حفاظت الکتروشیمیایی

در شرایط تولید، از روش الکتروشیمیایی نیز استفاده می شود - فرآوری محصولات با جریان متناوب در محلول فسفات روی با چگالی جریان 4 A/dm 2 و ولتاژ 20 ولت و در دمای 60-70 0 C. فسفات پوشش ها شبکه ای از فسفات های فلزی هستند که به طور محکم به سطح چسبیده اند. پوشش های فسفات به خودی خود محافظت در برابر خوردگی قابل اعتمادی را ایجاد نمی کنند. آنها عمدتا به عنوان پایه ای برای نقاشی استفاده می شوند و از چسبندگی خوب رنگ به فلز اطمینان می دهند. علاوه بر این، لایه فسفات آسیب خوردگی را به دلیل ایجاد خراش یا سایر عیوب کاهش می دهد.

پوشش های سیلیکات

برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی از لعاب های شیشه ای و چینی استفاده می شود که ضریب انبساط حرارتی آن باید نزدیک به فلزات پوشش داده شود. میناکاری با استفاده از سوسپانسیون آبی روی سطح محصول یا پودر کردن خشک انجام می شود. ابتدا یک لایه پرایمر روی سطح تمیز شده اعمال می شود و در کوره پخت می شود. در مرحله بعد، یک لایه از مینای دندان بالا زده می شود و آتش زدن تکرار می شود. رایج ترین مینای زجاجیه شفاف یا خاموش شده است. اجزای آنها SiO 2 (جرم اصلی)، B 2 O 3، Na 2 O، PbO است. علاوه بر این، مواد کمکی معرفی می شوند: عوامل اکسید کننده برای ناخالصی های آلی، اکسیدهایی که چسبندگی مینا را به سطح مینای دندان افزایش می دهند، مات کننده ها و رنگ ها. مواد لعاب از ذوب اجزای اصلی، آسیاب کردن آنها به پودر و افزودن 6 تا 10 درصد خاک رس به دست می آید. پوشش‌های مینا عمدتاً روی فولاد اعمال می‌شوند، اما همچنین برای چدن، مس، برنج و آلومینیوم نیز استفاده می‌شوند.

لعاب ها خاصیت محافظتی بالایی دارند که به دلیل نفوذناپذیری آنها در برابر آب و هوا (گازها) حتی در تماس طولانی مدت است. آنها کیفیت مهمدر دماهای بالا مقاومت بالایی دارد. از معایب اصلی پوشش های لعابی می توان به حساسیت به ضربه های مکانیکی و حرارتی اشاره کرد. با استفاده طولانی مدت، ممکن است شبکه ای از ترک ها روی سطح پوشش های مینا ظاهر شود که دسترسی به رطوبت و هوا را به فلز فراهم می کند و در نتیجه خوردگی شروع می شود.

پوشش های سیمانی

از پوشش های سیمانی برای محافظت از لوله های آب چدنی و فولادی در برابر خوردگی استفاده می شود. از آنجایی که ضرایب انبساط حرارتی سیمان پرتلند و فولاد نزدیک است، به طور گسترده ای برای این اهداف استفاده می شود. نقطه ضعف پوشش های سیمان پرتلند مانند پوشش های لعابی است - حساسیت بالا به شوک مکانیکی.

پوشش فلزی

یک راه متداول برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی پوشاندن آنها با لایه ای از فلزات دیگر است. فلزات پوشش دهنده خود با سرعت کم خورده می شوند، زیرا با یک لایه اکسید متراکم پوشیده شده اند. لایه پوشش با استفاده از روش های مختلف اعمال می شود:

• پوشش داغ - غوطه ور شدن کوتاه مدت در حمام فلز مذاب؛
• آبکاری - رسوب الکتریکی از محلول های آبی الکترولیت ها.
• متالیزاسیون - کندوپاش؛
• پوشش انتشار - درمان با پودرها در دمای بالا در یک درام مخصوص.
• با استفاده از یک واکنش فاز گاز، به عنوان مثال:

3CrCl 2 + 2Fe 1000 ‘C 2FeCl 3 + 3Cr (در مذاب با آهن).

روش های دیگری برای اعمال پوشش های فلزی وجود دارد. به عنوان مثال، یکی از انواع روش انتشار، غوطه ور کردن محصولات در کلرید کلسیم مذاب است که در آن فلزات به کار رفته در آن حل می شوند.

پوشش شیمیایی پوشش های فلزی روی محصولات به طور گسترده ای در تولید استفاده می شود. فرآیند آبکاری کاتالیزوری یا اتوکاتالیستی است و کاتالیزور سطح محصول است. محلول مورد استفاده حاوی ترکیب فلز اعمال شده و یک عامل کاهنده است. از آنجایی که کاتالیزور سطح محصول است، رها شدن فلز دقیقاً روی آن اتفاق می افتد و نه در قسمت عمده محلول. در حال حاضر روش هایی برای پوشش شیمیایی محصولات فلزی با نیکل، کبالت، آهن، پالادیوم، پلاتین، مس، طلا، نقره، رودیم، روتنیوم و برخی آلیاژهای مبتنی بر این فلزات ابداع شده است. هیپوفسفیت و بوروهیدرید سدیم، فرمالدئید و هیدرازین به عنوان عوامل کاهنده استفاده می شود. به طور طبیعی، آبکاری نیکل شیمیایی نمی تواند یک پوشش محافظ برای هر فلزی اعمال کند.

پوشش های فلزی به دو گروه تقسیم می شوند:

مقاوم در برابر خوردگی؛

محافظ

به عنوان مثال، برای پوشش آلیاژهای مبتنی بر آهن، گروه اول شامل نیکل، نقره، مس، سرب و کروم است. آنها نسبت به آهن الکترومثبت تر هستند، یعنی در سری الکتروشیمیایی ولتاژ فلزات در سمت راست آهن قرار دارند. گروه دوم شامل روی، کادمیوم و آلومینیوم است. نسبت به آهن الکترونگاتیو بیشتری دارند.

در زندگی روزمره، مردم اغلب با پوشش های آهن با روی و قلع مواجه می شوند. ورق آهنی که با روی پوشانده شده است، آهن گالوانیزه و ورق فلزی که با قلع پوشانده شده است، قلع نامیده می شود. اولی به مقدار زیاد برای سقف خانه ها و دومی برای تولید قوطی استفاده می شود. برای اولین بار روشی برای نگهداری مواد غذایی در قوطی حلبیبه پیشنهاد سرآشپز N.F. بالا در سال 1810. هر دو آهن عمدتاً با کشیدن یک ورقه آهن از طریق مذاب فلز مربوطه تولید می شوند.

پوشش‌های فلزی از آهن در برابر خوردگی محافظت می‌کنند و در عین حال تداوم را حفظ می‌کنند. اگر لایه پوشش آسیب ببیند، خوردگی محصول حتی شدیدتر از بدون پوشش است. این با کار سلول گالوانیکی آهن-فلز توضیح داده می شود. ترک ها و خراش ها با رطوبت پر می شوند و در نتیجه محلول هایی تشکیل می شوند، فرآیندهای یونی که در آن فرآیند الکتروشیمیایی (خوردگی) تسهیل می شود.

بازدارنده ها

استفاده از بازدارنده ها یکی از موثرترین راه ها برای مبارزه با خوردگی فلزات در محیط های مختلف تهاجمی است. بازدارنده ها- اینها موادی هستند که در مقادیر کم می توانند فرآیندهای شیمیایی را کند یا متوقف کنند. نام بازدارنده از کلمه لاتین inhibere گرفته شده است که به معنای مهار کردن، توقف است. بر اساس داده های سال 1980، تعداد بازدارنده های شناخته شده برای علم بیش از پنج هزار بود. بازدارنده ها پس انداز قابل توجهی را برای اقتصاد ملی فراهم می کنند.

یک اثر بازدارنده بر روی فلزات، در درجه اول فولاد، توسط تعدادی از مواد معدنی و آلی اعمال می شود که اغلب به محیط اضافه می شود که باعث خوردگی می شود. بازدارنده ها تمایل به ایجاد یک لایه بسیار نازک روی سطح فلز دارند که از فلز در برابر خوردگی محافظت می کند.

بازدارنده ها بر اساس H. Fischer را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد.

1) محافظ، یعنی پوشاندن سطح فلز با یک لایه نازک. این فیلم در نتیجه جذب سطحی تشکیل می شود. هنگامی که در معرض بازدارنده های فیزیکی قرار می گیرند، واکنش های شیمیایی رخ نمی دهد

2) عوامل اکسید کننده (غیرفعال کننده ها) مانند کرومات ها، باعث تشکیل یک لایه محافظ محکم مجاور از اکسیدها بر روی سطح فلز می شوند که فرآیند آندی را کند می کند. این لایه ها چندان مقاوم نیستند و تحت شرایط خاصی قابل ترمیم هستند. اثربخشی پسیواتورها به ضخامت لایه محافظ و رسانایی آن بستگی دارد.

3) کاتد - افزایش ولتاژ بیش از حد فرآیند کاتد. آنها خوردگی را در محلول های اسیدهای غیر اکسید کننده کاهش می دهند. چنین مهارکننده هایی شامل نمک یا اکسیدهای آرسنیک و بیسموت هستند.

اثربخشی مهارکننده ها عمدتاً به شرایط محیطی بستگی دارد، بنابراین هیچ بازدارنده جهانی وجود ندارد. انتخاب آنها نیاز به تحقیق و آزمایش دارد.

متداول ترین بازدارنده های مورد استفاده عبارتند از: نیتریت سدیم، اضافه شده به عنوان مثال به آب نمک های سرد، فسفات های سدیم و سیلیکات ها، بی کرومات سدیم، آمین های آلی مختلف، بنزیل سولفوکسید، نشاسته، تانن و غیره. به طور دوره ای به یک محیط تهاجمی اضافه می شود. مقدار بازدارنده اضافه شده به محیط های تهاجمی کم است. به عنوان مثال، نیتریت سدیم به مقدار 0.01-0.05٪ به آب اضافه می شود.

بازدارنده ها بسته به ماهیت اسیدی یا قلیایی محیط انتخاب می شوند. به عنوان مثال، نیتریت سدیم، که اغلب به عنوان یک بازدارنده استفاده می شود، می تواند به طور عمده در محیط های قلیایی استفاده شود و حتی در محیط های کمی اسیدی نیز اثر خود را از دست می دهد.

کاربرد ضد خوردگی

پوشش های محافظ

برای حفاظت تجهیزات و سازه های ساختمانی در برابر خوردگی در فناوری ضد زنگ داخلی و خارجی از آن استفاده می شود مجموعه ای بزرگمواد مختلف مقاوم در برابر شیمیایی - مواد پلیمری ورق و فیلم، دو پلاستیک، فایبرگلاس، گرافیت کربن، سرامیک و سایر مواد غیر فلزی مقاوم در برابر شیمیایی.

در حال حاضر، استفاده از مواد پلیمری به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ارزشمند آنها، کمتر در حال گسترش است وزن مخصوصو غیره.

یک ماده جدید مقاوم در برابر مواد شیمیایی برای استفاده در فناوری ضد خوردگی بسیار مورد علاقه است - سرباره سیتال.

ذخایر قابل توجه و هزینه کم مواد اولیه - سرباره متالورژی - تعیین می کند بهره وری اقتصادیتولید و استفاده از سرامیک سرباره.

از نظر خواص فیزیکی و مکانیکی و مقاومت شیمیایی، سرامیک سرباره نسبت به مواد اصلی مقاوم در برابر اسید (سرامیک، ریخته گری سنگ) که به طور گسترده در فناوری ضد خوردگی استفاده می شود، کم نیست.

در میان مواد پلیمری متعددی که در خارج از کشور در فناوری ضد خوردگی استفاده می شود، پلاستیک های ساختاری و همچنین پلاستیک های فایبرگلاس تولید شده بر اساس انواع رزین های مصنوعی و پرکننده های فایبرگلاس، جایگاه قابل توجهی را به خود اختصاص داده اند.

در حال حاضر، صنایع شیمیایی طیف قابل توجهی از مواد را تولید می کند که در برابر محیط های مختلف تهاجمی بسیار مقاوم هستند. جایگاه ویژه ای در بین این مواد اشغال شده است پلی اتیلن. در بسیاری از اسیدها، قلیایی ها و حلال ها بی اثر است، تا دمای + 700 درجه سانتیگراد و غیره در برابر حرارت مقاوم است.

زمینه های دیگر استفاده از پلی اتیلن به عنوان یک ماده مقاوم در برابر مواد شیمیایی، پوشش پودری و تکرار پلی اتیلن با فایبرگلاس است. استفاده گسترده از پوشش های پلی اتیلن با این واقعیت توضیح داده می شود که آنها، به عنوان ارزان ترین، پوشش هایی با خواص محافظتی خوب تشکیل می دهند. پوشش ها با استفاده از روش های مختلف از جمله پاشش پنوماتیک و الکترواستاتیک به راحتی روی سطوح اعمال می شوند.

همچنین در تکنولوژی ضد خوردگی توجه ویژهسزاوار کف های یکپارچهبر اساس رزین های مصنوعی مقاومت مکانیکی بالا، مقاومت شیمیایی، ظاهر تزئینی- تمام این ویژگی های مثبت کف های یکپارچه را بسیار امیدوارکننده می کند.

محصولات صنعت رنگ و لاک در صنایع مختلف و ساختمان سازی به عنوان پوشش های مقاوم در برابر مواد شیمیایی کاربرد پیدا می کند. پوشش فیلم رنگ , متشکل از لایه های پرایمر، لعاب و لاک الکل که به طور متوالی بر روی سطح اعمال می شود، برای محافظت در برابر خوردگی سازه های ساختمان ها و سازه ها (خرپاها، میله های متقاطع، تیرها، ستون ها، پانل های دیواری) و همچنین سطوح خارجی و داخلی خازنی استفاده می شود. تجهیزات تکنولوژیکیخطوط لوله، مجاری گاز، مجاری هوای سیستم های تهویه، که در حین کار تحت تأثیر مکانیکی ذرات جامد تشکیل دهنده محیط قرار نمی گیرند.

که در اخیراتوجه زیادی به دریافت و استفاده می شود پوشش های ترکیبی ، از آنجایی که در برخی موارد استفاده از روش های سنتی حفاظت غیراقتصادی است. به عنوان یک قاعده، پوشش روی به دنبال رنگ آمیزی به عنوان پوشش های ترکیبی استفاده می شود. در این حالت پوشش روی به عنوان پرایمر عمل می کند.

برنامه امیدوار کننده لاستیکبر پایه لاستیک بوتیل، که با افزایش مقاومت شیمیایی در اسیدها و قلیاها، از جمله اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ، با لاستیک های دیگر بر پایه تفاوت دارد. مقاومت شیمیایی بالای لاستیک های مبتنی بر لاستیک بوتیل این امکان را به آنها می دهد تا به طور گسترده تری در حفاظت از تجهیزات شیمیایی مورد استفاده قرار گیرند.

این روش ها به دلیل مزایای فراوانی که دارند - کاهش تلفات مواد، افزایش ضخامت پوشش اعمال شده در یک لایه، کاهش مصرف حلال، بهبود شرایط کار رنگ آمیزی و غیره، کاربرد وسیعی در صنعت دارند.

نتیجه

فلزات یکی از پایه های تمدن در سیاره زمین را تشکیل می دهند. آنها اجرای گستردهدر ساخت و ساز صنعتی و حمل و نقل در نوبت از XVIII-XIX رخ داده است. در این زمان، اولین پل چدنی ظاهر شد، اولین کشتی، که بدنه آن از فولاد ساخته شده بود، به آب انداخته شد، اولین کشتی راه آهن. آغاز استفاده عملی از آهن توسط انسان به قرن نهم قبل از میلاد برمی گردد. در این دوره بود که بشریت از عصر برنز به عصر آهن رفت.

در قرن 21، نرخ بالای توسعه صنعتی، تشدید فرآیندهای تولیدافزایش پارامترهای تکنولوژیکی اصلی (دما، فشار، غلظت عوامل واکنش دهنده و غیره) تقاضاهای زیادی را برای عملکرد قابل اعتماد تجهیزات فرآیند و سازه های ساختمانی ایجاد می کند. جایگاه ویژه ای در مجموعه اقدامات برای اطمینان از عملکرد بی وقفه تجهیزات به محافظت قابل اعتماد آن در برابر خوردگی و استفاده از مواد شیمیایی با کیفیت بالا در این زمینه داده شده است.

نیاز به اتخاذ تدابیری برای محافظت در برابر خوردگی به دلیل این واقعیت است که تلفات ناشی از خوردگی باعث آسیب بسیار زیاد می شود. بر اساس داده های موجود، حدود 10 درصد از تولید سالانه فلزات صرف پوشش خسارات جبران ناپذیر ناشی از خوردگی و کندوپاش متعاقب آن می شود. آسیب اصلی ناشی از خوردگی فلز نه تنها با از دست دادن مقادیر زیادی فلز، بلکه با آسیب یا شکست خود سازه های فلزی مرتبط است، زیرا در اثر خوردگی، استحکام، شکل‌پذیری، سفتی، هدایت حرارتی و الکتریکی، بازتاب‌پذیری و سایر کیفیت‌های لازم را از دست می‌دهند. به زیان هایی که متحمل می شود اقتصاد ملیاز خوردگی، هزینه های هنگفت انواع اقدامات حفاظتی ضد خوردگی، آسیب های ناشی از کاهش کیفیت محصولات، خرابی تجهیزات، حوادث در تولید و غیره نیز باید در نظر گرفته شود.

حفاظت در برابر خوردگی یکی از مهمترین مشکلاتی است که برای اقتصاد ملی اهمیت زیادی دارد.

خوردگی یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی است، اما محافظت از فلزات در برابر خوردگی یک مشکل شیمی در خالص ترین شکل آن است.

فهرست منابع استفاده شده

دایره المعارف مختصر شیمی ویرایش شده توسط I.A. کنویانتز و همکاران - م.: دایره المعارف شوروی، 1961-1967، T.2.

فرهنگ لغت دایره المعارف شوروی. - م.: دایره المعارف شوروی، 1983.

آندریف I.N.خوردگی فلزات و حفاظت از آنها. – کازان: انتشارات کتاب تاتار، 1979.

Voitovich V.A., Mokeeva L.N.خوردگی بیولوژیکی – م.: دانش، 1359، شماره 10.

لوکیانوف پ.م. داستان کوتاه صنایع شیمیایی. - M.: انتشارات آکادمی علوم اتحاد جماهیر شوروی، 1959.

تدر جی.، نخواتال ع.، جوب ا.صنعتی شیمی ارگانیک. - م.: میر، 1977.

Uhlig G.G., Revie R.W.خوردگی و مبارزه با آن. - L.: شیمی، 1989.

نیکیفوروف V.M.فناوری فلزات و مصالح ساختاری. - م.: دبیرستان، 1980.

خوردگی باعث خسارات زیادی می شود. در نتیجه محصولات فلزی خواص فنی ارزشمند خود را از دست می دهند. بنابراین، اقدامات ضد خوردگی بسیار مهم است.

آنها بسیار متنوع هستند و شامل روش های زیر هستند:

1. پوشش های سطحی محافظ فلزات. فلزی و غیر فلزی هستند. پوشش های فلزی به نوبه خود به موارد زیر تقسیم می شوند: گالوانیکی. به دست آمده از غوطه ور شدن در مذاب؛ روکش فلزی؛ انتشار و همدما اسپری می شود. پوشش های غیر فلزی عبارتند از: سیلیکات (مینا)؛ فسفات؛ سرامیک، پلیمر: رنگ و پودر.

4. اکسیژن زدایی آب.

5. ایجاد آلیاژهایی با خاصیت ضد خوردگی.

پوشش های گالوانیکی فلزی فلز را از محیط خارجی جدا می کند. آنها به صورت الکترولیتی اعمال می شوند و ترکیب الکترولیت، چگالی جریان و دمای محیط را انتخاب می کنند. این روش به دست آوردن لایه های بسیار نازک و قابل اعتماد فلزات (روی، نیکل، کروم، سرب، قلع، مس، کادمیوم و غیره) را ممکن می سازد و مقرون به صرفه است. پوشش محصولات آهنی با این فلزات و سایر فلزات، علاوه بر محافظت، ظاهر زیبایی به آنها می بخشد.

تمیز کردن کامل محصول پوشش داده شده از آلاینده ها یکی از شرایط مهم برای به دست آوردن یک پوشش با کیفیت است. آلاینده ها عبارتند از: چربی ها، روغن ها و اکسیدها. سطحی که قرار است پوشش داده شود به سه روش مکانیکی (سنگ زنی، ماسه و شات بلاست)، شیمیایی و الکتروشیمیایی (چربی زدایی، اچینگ و پرداخت الکتروشیمیایی) پردازش می شود. محصولات آماده شده را تا زمان پوشش دادن به مدت حداکثر 4 تا 6 ساعت نگهداری کنید.

به عنوان مثال، آهن سقف توسط روی از خوردگی محافظت می شود. روی، اگرچه فلزی فعال تر از آهن است، اما در خارج با یک لایه اکسید محافظ پوشانده شده است. هنگامی که آسیب می بیند، یک جفت گالوانیکی آهن و روی ظاهر می شود. کاتد (مثبت) آهن است و آند (منفی) روی است. الکترون ها از روی به آهن عبور می کنند، روی حل می شود، اما آهن تا زمانی که لایه روی به طور کامل از بین برود محافظت می شود.

برای مثال، با غوطه ور کردن قطعات در مذاب، پوشش های ساخته شده از روی و قلع اعمال می شود. لایه محافظ (d = 10 - 50 میکرومتر) دارای چسبندگی انتشار به پایه است. معایب روش دشواری دستیابی به ضخامت پوشش یکنواخت و همچنین مصرف بالافلزی که به عنوان مثال هنگام استفاده از روی برای لایه ای با ضخامت 25 میکرون تا 600 گرم بر متر مربع می رسد.

روش نفوذی حفاظت مبتنی بر تغییر ترکیب شیمیایی و فازی لایه سطحی فلز در هنگام ورود عناصر مناسب به آن است که مقاومت در برابر خوردگی را ایجاد می کند. فولادها با گالوانیزه کردن در برابر خوردگی جوی محافظت می شوند و آلومینیوم برای محافظت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا استفاده می شود. پوشش های سیلیکونی (پوشش سیلیکونی) برای محافظت از فلزات مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود، از boriding برای افزایش مقاومت در برابر سایش و استحکام استفاده می شود.

روکش فلزی برای تولید ورق های دو فلزی مانند فولاد نیکل، فولاد-تیتانیوم، فولاد-مس، فولاد-آلومینیوم استفاده می شود. این روش با روش های ترکیبی تغییر شکل پلاستیک داغ، قوس الکتریکی و سطح الکتروسرباره، و جوشکاری انفجاری انجام می شود.

پوشش های اسپری شده به روش های گاز-حرارتی، پلاسما، انفجار و خلاء تولید می شوند. در این حالت فلز در فاز مایع به صورت قطرات پاشیده شده و بر روی سطحی که قرار است پوشش داده شود رسوب می کند. این روش ساده است و به شما امکان می دهد لایه هایی با هر ضخامتی با چسبندگی خوب به فلز پایه بدست آورید. در روش خلاء، مواد پوشش دهنده تا حالت بخار گرم می شوند و جریان بخار روی سطح محصول متراکم می شود.

روش های پاشش حفاظت از سازه های پیش ساخته را ممکن می سازد. با این حال، مصرف فلز بسیار قابل توجه است و پوشش متخلخل به نظر می رسد و آب بندی اضافی با رزین های ترموپلاستیک یا مواد دیگر برای محافظت در برابر خوردگی لازم است. مواد پلیمری. هنگام بازیابی قطعات فرسوده ماشین، تخلخل بسیار ارزشمند است، زیرا به عنوان حامل روان کننده ها عمل می کند.

لعاب های شیشه ای شیشه هایی هستند که در لایه ای نازک بر روی سطح اجسام فلزی اعمال می شود تا آنها را در برابر خوردگی محافظت کند، رنگ خاصی به آنها بدهد و بهبود یابد. ظاهرایجاد سطح بازتابنده و غیره

تولید محصولات لعابی شامل عملیات زیر است: سنتز در دمای بالا - ذوب شیشه های لعابی (فریت). تهیه پودرها و سوسپانسیون از آنها؛ آماده سازی سطح محصولات فلزی و میناکاری خود - استفاده از سوسپانسیون روی سطح فلز، خشک کردن و ذوب کردن شیشه پودری در یک پوشش.

محصولات فولادی معمولاً دو یا سه بار با لعاب پرایمر پوشانده می شوند. ضخامت کل پوشش حاصل به طور متوسط ​​1.5 میلی متر است. پس از خشک شدن خاک حاصل در دمای 90 - 100 درجه سانتیگراد، قطعه در دمای 850 - 950 درجه سانتیگراد پخته می شود. به منظور افزایش دوام پوشش های لعابی روی لوله های فولادی در مهندسی برق حرارتی، روی لایه ای از آلومینیوم پاشیده شده اعمال می شود.

فسفاته کردن محصولات فولادی بر اساس تشکیل فسفات های نامحلول در آب و دی و سه جایگزین آهن، روی و منگنز است. آنها زمانی تشکیل می شوند که محصولات در محلول رقیق اسید فسفریک با افزودن فسفات های تک جایگزین فلزات فوق غوطه ور شوند. لایه فسفات حاصله به خوبی به پایه فلزی چسبیده است. این پوشش ها متخلخل هستند، بنابراین علاوه بر این باید با لاک یا رنگ پوشش داده شوند. ضخامت لایه های فسفات 10 تا 20 میکرون است. فسفاته کردن باید با غوطه وری یا اسپری انجام شود.

پوشش های مبتنی بر اکسیدهای برخی از عناصر p، همچنین سیلیسی، آلومینوسیلیکات، منیزیل، کربوراندوم و سایرین به عنوان محافظ سرامیکی استفاده می شود. مواد جدیدی به نام سرمت ساخته شده است. اینها مخلوط های فلز و سرامیک یا ترکیبی از فلزات با سرامیک هستند، به عنوان مثال Al - Al2O3 (SAP)، V - Al - Al2O3 (عنصر سوخت). آنها در مهندسی رآکتور کاربرد پیدا می کنند. در مقایسه با سرامیک های ساده، سرم ها استحکام و شکل پذیری بیشتری دارند و در برابر ضربه های مکانیکی و حرارتی مقاومت بسیار بالایی دارند.

پوشش های رنگ و لاک اعمال می شود: با پاشش هوا، فشار بالا و در میدان الکتریکی. رسوب الکتریکی، جت، غوطه وری، غلتک، برس، و غیره. خشک کردن مصنوعی رنگ ها را می توان با هوای گرم، در محفظه ها، اشعه مادون قرمز و اشعه ماوراء بنفش انجام داد.

استفاده از لایه های پودر پلیمری با شعله گاز، گرداب و پاشش الکترواستاتیک انجام می شود. در دمای 700-650 درجه سانتیگراد، پلیمر پودری نرم شده و هنگامی که به سطح قطعه آماده شده و حرارت داده شده تا دمای فشار پلیمر برخورد می کند، به آن می چسبد و پوششی پیوسته تشکیل می دهد. پلی اتیلن، پلی وینیل کلرید، فلوروپلاستیک، نایلون و سایر مواد پلیمری با موفقیت برای اسپری استفاده می شود.

برای حفاظت کاتدی فولاد در خاک و محلول های آبی خنثی، حداقل پتانسیل 770 - 780 میلی ولت است. عایق فیلم همزمان سطح محصول در برابر تماس با محیط خورنده ارائه می شود.

حفاظت آندی فقط برای تجهیزات ساخته شده از آلیاژهایی استفاده می شود که در یک محلول فرآیند معین مستعد غیرفعال شدن هستند. خوردگی این آلیاژها در حالت بی اثر بسیار کندتر پیش می رود. یک منبع جریان مستقیم با یک تنظیم کننده اتوماتیک پتانسیل قطبش آندی فلز محافظت شده استفاده می شود.

بسته به تهاجمی بودن محیط، از کاتدهای ساخته شده از چدن سیلیکون، مولیبدن، آلیاژهای تیتانیوم و فولادهای ضد زنگ برای حفاظت از آندی استفاده می شود. به این ترتیب مبدل های حرارتی ساخته شده از فولاد ضد زنگ محافظت می شوند که در اسید سولفوریک 70 تا 90 درصد در دمای 100-120 درجه سانتیگراد کار می کنند.

بازدارنده های خوردگی موادی هستند که سرعت تخریب محصولات فلزی را کاهش می دهند. حتی در مقادیر کم، سرعت هر دو مکانیسم خوردگی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. آنها به یک محیط کاری تهاجمی وارد می شوند یا روی قطعات اعمال می شوند. آنها بر روی سطح فلز جذب می شوند، با آن تعامل می کنند تا لایه های محافظ تشکیل دهند و در نتیجه از وقوع فرآیندهای مخرب جلوگیری کنند. برخی از آنتی اکسیدان ها به حذف اکسیژن (یا سایر عوامل اکسید کننده) از محل کار کمک می کنند، که سرعت خوردگی را نیز کاهش می دهد.

بسیاری از ترکیبات معدنی و آلی و مخلوط های مختلف بر اساس آنها به عنوان بازدارنده عمل می کنند. آنها به طور گسترده ای استفاده می شوند تمیز کردن شیمیاییدیگ های بخار از رسوب، رسوب زدایی با استفاده از شستشوی اسیدی، و همچنین در حین ذخیره سازی و حمل و نقل اسیدهای قوی غیر آلی در ظروف فولادی و غیره. به عنوان مثال، برای شستشوی تجهیزات قدرت حرارتی با اسید هیدروکلریک، از بازدارنده های مارک های I-1-A، I-1-B، I-2-B (مخلوطی از پایه های پیریدین بالاتر) استفاده می شود.

ایجاد آلیاژهایی با خواص ضد خوردگی شامل آلیاژ کردن فولادها با فلزاتی مانند کروم است. در این حالت، فولادهای ضد زنگ کروم مقاوم در برابر خوردگی به دست می آیند. آنها با افزودن نیکل، کبالت و مس خواص ضد خوردگی فولادها را افزایش می دهند. هدف آلیاژسازی دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی بالا در محیط کار و اطمینان از مجموعه مشخصی از خصوصیات فیزیکی و مکانیکی است. فولادهای آلیاژی با فلزاتی که به راحتی غیرفعال می شوند مانند آلومینیوم، کروم، نیکل، تیتانیوم، تنگستن و مولیبدن، تمایل به غیرفعال شدن را در شرایط تشکیل محلول های جامد به آنها می دهد.

برای مبارزه با MCC فولادهای آستنیتی از موارد زیر استفاده می شود:

الف) کاهش محتوای کربن که تشکیل کاربیدهای کروم را از بین می برد.

ب) وارد کردن فلزات کاربید ساز قوی تر از کروم (تیتانیوم و نیوبیم) به فولاد، که کربن را به کاربیدهای آنها متصل می کند و از بین رفتن مرزهای دانه در کروم را حذف می کند.

ج) سخت شدن فولادها از 1050 تا 1100 درجه سانتیگراد، حصول اطمینان از انتقال کروم و کربن به محلول جامد بر اساس آنها.

د) بازپخت، که مناطق مرزی دانه ها را با کروم آزاد تا سطح مقاومت به خوردگی مورد نیاز غنی می کند.

سوالات برای کار مستقل . مبانی تئوری خوردگی، انواع خوردگی فلزات، مبارزه و محافظت از تجهیزات الکتریکی در برابر خوردگی آسیب ناشی از تشعشعات به فلزات و آلیاژها، مقابله با آسیب ناشی از تشعشع. اصلاح آسیب تشعشع جوشکاری و لحیم کاری در بخش انرژی. روش ها، ماهیت، مزایا و معایب. ادبیات: علم مواد. (تحت سردبیری عمومی B.N. Arzamasov و G.G. Mukhin) ویرایش 3. تجدید نظر و گسترش یافته است. M: انتشارات MSTU im. N.E. Bauman، 2002.

تحت نفوذ عوامل خارجی(مایعات، گازها، ترکیبات شیمیایی تهاجمی) هر ماده ای را از بین می برد. فلزات نیز از این قاعده مستثنی نیستند. خنثی کردن کامل فرآیندهای خورنده غیرممکن است، اما کاهش شدت آنها کاملاً ممکن است و در نتیجه عمر مفید سازه های فلزی یا سایر سازه های حاوی آهن افزایش می یابد.

روش های حفاظت در برابر خوردگی

تمام روش های حفاظت در برابر خوردگی را می توان به طور مشروط به عنوان روش هایی طبقه بندی کرد که قبل از شروع عملیات نمونه (گروه 1) یا پس از راه اندازی آن (گروه 2) قابل اجرا هستند.

اولین

• افزایش مقاومت در برابر اثرات "شیمیایی".
• از تماس مستقیم با مواد تهاجمی (عایق سطح) خودداری کنید.

دومین

• کاهش درجه تهاجمی محیطی (بسته به شرایط عملیاتی).
• استفاده از میدان های EM (به عنوان مثال، "ابرجا" جریان های الکتریکی خارجی، تنظیم چگالی آنها و تعدادی از تکنیک های دیگر).

استفاده از یک یا روش دیگر حفاظت به صورت جداگانه برای هر طرح تعیین می شود و به عوامل مختلفی بستگی دارد:

• نوع فلز؛
• شرایط عملکرد آن؛
• دشواری انجام اقدامات ضد خوردگی؛
• قابلیت های تولید؛
• مصلحت اقتصادی

به نوبه خود، همه روش‌ها به فعال (به معنای قرار گرفتن در معرض ثابت با مواد)، غیرفعال (که می‌توان آن را قابل استفاده مجدد دانست) و تکنولوژیکی (که در مرحله تولید نمونه استفاده می‌شود) تقسیم می‌شوند.

فعال

حفاظت کاتدی

توصیه می شود اگر محیطی که فلز با آن در تماس است رسانای الکتریکی باشد استفاده شود. یک پتانسیل "منهای" بزرگ به ماده اعمال می شود (به طور سیستماتیک یا دائم)، که اکسیداسیون آن را در اصل غیرممکن می کند.

محافظ آج

از پلاریزاسیون کاتدی تشکیل شده است. نمونه از طریق تماس با ماده ای که در یک محیط رسانا معین (محافظ) مستعد اکسیداسیون است، پیوند می یابد. در واقع، این یک نوع "صاعقه گیر" است که تمام "منفی" را که مواد تهاجمی ایجاد می کنند، می گیرد. اما چنین محافظی باید به طور دوره ای با یک محافظ جدید جایگزین شود.

قطبش آندی

این بسیار به ندرت استفاده می شود و شامل حفظ "بی اثری" مواد در رابطه با تأثیرات خارجی است.

غیرفعال (تصفیه سطحی فلز)

ایجاد یک فیلم محافظ

یکی از رایج ترین و کم هزینه ترین روش های مبارزه با خوردگی است. برای ایجاد لایه سطحی، از موادی استفاده می شود که باید الزامات اساسی زیر را برآورده کنند - نسبت به ترکیبات شیمیایی تهاجمی بی اثر باشند، الکتریسیته را هدایت نکنند و چسبندگی بیشتری داشته باشند (به خوبی با پایه متصل شوند).

تمام مواد مورد استفاده در زمان پردازش فلز در حالت مایع یا "آئروسل" هستند که روش کاربرد آنها - رنگ آمیزی یا اسپری را تعیین می کند. برای این منظور از ترکیبات رنگ و لاک، ماستیک ها و پلیمرهای مختلف استفاده می شود.

چیدمان سازه های فلزی در "چاپ های" محافظ

این برای انواع متفاوتخطوط لوله و ارتباطات سیستم های مهندسی در این مورد، نقش یک عایق توسط "شکاف" هوا بین دیواره های داخلی کانال و سطح فلز ایفا می شود.

فسفاته کردن

فلزات با عوامل خاص (عوامل اکسید کننده) درمان می شوند. آنها با پایه واکنش می دهند و در نتیجه ترکیبات شیمیایی کم محلول روی سطح آن رسوب می کنند. کافی روش موثرمحافظت در برابر رطوبت

پوشش با مواد مقاوم تر

نمونه هایی از استفاده از این تکنیک محصولاتی هستند که اغلب در زندگی روزمره با روکش کروم ()، روکش نقره، "گالوانیزه" و موارد مشابه یافت می شوند.

به عنوان یک گزینه - حفاظت با سرامیک، شیشه، پوشش با بتن، ملات سیمان (پوشش) و غیره.

منفعل شدن

ایده کاهش شدید فعالیت شیمیایی فلز است. برای انجام این کار، سطح آن با معرف های ویژه مناسب درمان می شود.

کاهش تهاجم محیطی

• استفاده از موادی که شدت فرآیندهای خوردگی را کاهش می دهند (بازدارنده).
• خشک کردن هوا
• تصفیه شیمیایی آن (از ناخالصی های مضر) و تعدادی تکنیک دیگر که می تواند در زندگی روزمره استفاده شود.
• هیدروفوبیزاسیون خاک (پس‌پر کردن، وارد کردن مواد خاص به آن) به منظور کاهش تهاجمی خاک.

درمان با آفت کش ها

در مواردی که احتمال ایجاد به اصطلاح "بیو خوردگی" وجود دارد استفاده می شود.

روش های فن آوری حفاظت

آلیاژی

معروف ترین راه نکته این است که آلیاژی بر اساس فلز ایجاد شود که در برابر تأثیرات تهاجمی بی اثر باشد. اما فقط در مقیاس صنعتی اجرا می شود.

همانطور که از اطلاعات ارائه شده بر می آید، نه همه روش ها محافظت در برابر خوردگیمی تواند در زندگی روزمره استفاده شود. در این راستا، امکانات "مالک خصوصی" به طور قابل توجهی محدود است.