Защита металлов от коррозии

Защита металлов от коррозионного разрушения состоит из целого комплекса мероприятий по увеличению работоспособности и надёжности изделий из металлов.
Часть этих мер закладывается ещё при проектирования, часть ─ в процессе изготовления, а остальные меры должны быть приняты при эксплуатации конструкций и изделий из металлов.

Основные способы борьбы с коррозией:
КОНСТРУКТИВНЫЕ
МЕРЫ
УМЕНЬШЕНИЕ
АГРЕССИВНОСТИ СРЕДЫ (за счет введения ингибиторов)
ЗАЩИТНЫЕ
ПОКРЫТИЯ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ
(катодная и протекторная защита)
органические неорганические
(лаки, краски, эмали) (металлические,
полимеры ) неметаллические)

Конструктивные и профилактические меры заключаются в повышении качества обработки поверхности металлических изделий, а также в защите конструкций от атмосферных осадков.
Благодаря этому сокращается реальная площадь поверхности металла, контактирующего со средой. Для профилактики коррозии консервируют дорогостоящие машины и механизмы защитными смазочными материалами.
Повышение коррозионной стойкости достигается введением в состав стали легирующих добавок - хрома, никеля, марганца, титана, меди. Весьма стойки к атмосферной коррозии нержавеющие легированные стали, содержащие в большом количестве хром, который создает на поверхности изделий плотную оксидную пленку.
Используемые в строительстве углеродистые и низколегированные стали иногда изготовляют с добавкой 0,2.,.0,5 % меди, что повышает коррозионную стойкость в 1,5...3 раза.

Защита металлов на стадии проектирования
При проектировании изделий и конструкций должен быть предусмотрен выбор соответствующего металла или сплава, что определяется не только экономической целесообразностью, но и возможностью обеспечения коррозионной защиты.

Детали, подвергающиеся усиленному коррозионному воздействию, изготовляются из легированных (нержавеющих) сталей или из благородных (Au, Ag, Pt) металлов.
Конструктор должен предусмотреть рациональные формы частей металлических изделий, допускающих быструю очистку от грязи. Конструкция, по возможности, не должна иметь мест скопления влаги, которая является возбудителем коррозии.

Защита от коррозии на стадии изготовления
В процессе изготовления конструкций и изделий их защищают от коррозии путём нанесения покрытий, изолирующих металл от окружающей среды. Для различных условий коррозии и эксплуатации изолирующие плёнки на поверхности металлов создают различными путями.

В области машиностроения в большинстве используют новейший метод вакуумной ионно-плазменной обработки деталей.

Покрытия
В соответствии со строительными нормами и правилами для защиты от коррозии строительных конструкций рекомендуются покрытия:
─ лакокрасочные; мастичные, шпатлёвочные, наливные;
─ жидкие резиновые смеси; оклеечные; ─ гуммировочные;
─ металлизационные; облицовочные, футеровочные.

Покрытия
Ламинация автомобилей
Для металлических защитных покрытий выбираются самопассивирующиеся (цинкование Zn, Cd, Ni, хромирование Cr, Sn, Pb) или неактивные металлы (позолота Au, серебрение Ag).

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ
К электрозащите относятся способы, при которых в системе возникает направленный поток электронов:
катодная защита,
протекторная защита.

Катодная защита
Метод внешнего потенциала (катодная защита) заключается в том, что защищаемое изделие подключается к (-) полюсу внешнего источника постоянного тока, поэтому оно становится катодом, а анодом служит вспомогательный, обычно стальной электрод. Вспомогательный электрод (анод) растворяется, на защищаемом сооружении (катоде) выделяется водород. Катодную защиту применяют к подземным трубопроводам, кабелям, оборудованию химических заводов.
Схема катодной защиты

Протекторная защита
Метод протекторов - заключается в том, что к изделию, подвергающемуся электрохимической коррозии, подключают деталь - протектор из еще более активного металла, чем металл изделия. Протектор (анод) будет разрушаться, а изделие (катод) останется неизменным. Для изготовления протекторов большей частью используют магний и его сплавы, цинк, алюминий
Площадь протектора должна составлять 0,2-0,5% от площади защищаемой конструкции. Этот метод используют для защиты от коррозии холодильного оборудования, судов, котлов, хранилищ нефти.
Данный вид защиты относится к электрозащите, так как в системе возникает направленный поток электронов.

Схема протекторной защиты
морская вода
протектор ─ анод
стальная
конструкция ─
катод

Электрозащита применяется в тех случаях, когда объём окружающей агрессивной среды очень велик.
Электрозащита применяется на морских судах (подводные части), для защиты всех подводных и подземных сооружений, а так же от коррозии холодильного оборудования, котлов, хранилищ нефти.
Разработана также защита металла от коррозии наложением анодной поляризации. Этот метод применим лишь к металлам и сплавам, способным легко пассивироваться при смещении их потенциала в положительную сторону.
Анодную защиту применяют, например, для предотвращения коррозии нержавеющих сталей в серной кислоте.

Защитные металлические покрытия
В качесве первых защитных металлических покрытий использовались цинк и олово.
Покрытие цинком - цинкование. Покрытие оловом - лужение. По соотношению потенциалов защищаемого металла и покрытия все защитные покрытия делятся на:
катодные покрытия;
анодные покрытия.
В случае нарушения защитного покрытия в первую очередь начнёт разрушаться само покрытие:

Анодные покрытия выгоднее тем, что начинает разрушаться само покрытие, т.е. есть возможность восстановить его, прежде чем начнет разрушаться основное изделие.
При разрушении катодного покрытия будет разрушаться защищаемый металл.

В настоящее время металлические покрытия широко применяются, и назначения этих покрытий весьма различны.
Кроме защитной функции, они могут выполнять декоративную функцию, а также весьма различные технологические назначения. Поэтому покрытия наносятся без учета того, анодными или катодными они являются.
Для ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ
создают и используют
антикоррозионные сплавы