Тема: «Методы защиты»

Электрохимическая защита металлов основана на уменьшении скорости коррозии путем их катодной или анодной поляризации. Более распространена катодная защита, которая осуществляется присоединением металла к отрицательному полюсу внешнего источника тока или к металлу, имеющему более отрицательный потенциал.

Анодная защита применяется реже. Защищаемый металл присоединяют к положительному полюсу внешнего источника тока или к металлу с более положительным потенциалом. Основным условием является способность пассивироваться защищаемых металлов. Электрохимическая защита применима только для защиты металлов от действия коррозионных сред, обладающих хорошей электропроводностью.

Катодная защита применяется при борьбе с морской коррозией, с грунтовой коррозией, коррозией теплосиловых оборудований и заводской аппаратуры на предприятиях химической промышленности.

Механизм катодной защиты заключается в катодной поляризации, которая достигается торможением или прекращением коррозионного процесса, т.е. металл превращается в катод.

Эффективность катодной защиты определяется:

,

где Z – защитное действие,

К₀ – показатель скорости коррозии металла в электролите без защиты [г/(м²∙ч ) ],

К₁ – показатель скорости коррозии при применении защиты [г/(м²∙ч)].

Коэффициент защитного действия К_з:

,

где ∆g₀ – потери массы металла без катодной защиты [ г/м² ],

∆g₁ – потери массы металла при катодной защите [г/м²],

i – катодная плотность тока [А/м²].

Протекторная защита.

Материалом протекторов являются цинк, магний, магниевые сплавы, алюминиевые сплавы с учетом технико-экономических показателей. Расход металла протектора на 1 А в год составляет 5,9 кг для алюминия, 6,7 кг г для магния, 11,9 кг для цинка. Соответственно число рабочих ампер – часов составляет для алюминия – 1500, для магния – 1300, для цинка – 800 на 1 кг.

Недостаток цинкового протектора – пассивация, которую устраняют покрытием смесью специальных солей (наполнителем). Основными компонентами наполнителей являются гипс, глина. Протекторы применяют в виде пластин, цилиндра. Кроме того, необходимо учитывать конфигурацию защищаемой конструкции, радиус действия протекторов.

Для определения защитного действия П пользуются уравнением:

,

где I_a – сила коррозионного тока на защищаемый протектор,

- сила коррозионного тока конструкции без защиты протектором,

- сила защитного действия протектора,

- постоянная,

V_n – эффективный потенциал протектора в В,

R_n – сопротивление электролита между протектором и защищаемой констукцией в Ом,

V_к – эффективный потенциал катодных участков защищаемой поверхности в В,

V_a - эффективный потенциал анодных участков защищаемой поверхности в В,

V_х – общий эффективный потенциал защищаемой поверхности в В,

R_к – сопротивление электролита катодного участка в Ом,

R_а - сопротивление электролита анодного участка в Ом.

Т.е. полная защита будет при силе коррозионного тока I _a⁰ равной нулю. Степень защиты тем больше, чем больше сила защитного слоя .

Катодная защита осуществляется с помощью подачи постоянного тока от внешнего источника, к отрицательному полюсу которого присоединяется защищаемая конструкция, а к положительному присоединяется дополнительный электрод.

Катодная защита внешним током применяется в условиях не очень агрессивных сред. Обязательным является наличие вокруг защищаемого металлического сооружения электролита. Данный вид защиты применяется для конденсаторов, холодильников, теплообменников. Полная защита обеспечивается при плотности тока около 1,5 А/м², источник тока 150 А, U=24 В. Она зависит также от состава, концентраций и условий защиты.