Защита металлов от коррозии

Все методы защиты условно делятся на следующие группы: а) легирование металлов; б) изоляция металлов от окружающей среды с помощью покрытий; в) электрохимическая защита; г) изменение свойств коррозионной среды; д) рациональное конструирование металлических изделий.

Легирование металлов осуществляют для защиты металлов от высокотемпературной газовой коррозии. Легирование – это введение в состав сплава компонентов, вызывающих пассивность металла. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, марганец и др.

Защитные покрытия от низкотемпературной коррозии могут быть а) неметаллическими; б) металлическими; в) химическими.

а) Неметаллические покрытия – это лаки, краски, эмали, смолы, пластмассы, полимерные пленки, резина.

б) Металлические покрытия. Для металлических защитных покрытий выбирают металлы, которые имеют защитную оксидную пленку (Al, Zn, Pb, Sn, Ni, Cr, Ti) или металлы, пассивные по своим химическим свойствам (Cu, Ag, Au). Различают катодные и анодные покрытия. Покрытие защищаемого металла менее активным металлом называется катодным. Катодными, например, являются покрытия на стали из меди, никеля, серебра. При повреждении таких покрытий защищаемый металл становится анодом и окисляется. Покрытие защищаемого металла более активным металлом называется анодным. Анодными, например, являются покрытия на стали из алюминия, цинка, хрома. В этом случае защищаемый металл будет катодом коррозионного элемента, поэтому он не коррозирует, а окисляться будет металл покрытия.

в) Химические покрытия. Поверхность защищаемого металла подвергают химической обработке с целью получения на нем пленки его химического соединения, стойкой против коррозии. Сюда относится оксидирование - получение тонких прочных пленок оксидов; фосфатирование – образование на поверхности металла защитной пленки фосфатов; цементация – насыщение поверхности металла углеродом.

Электрохимическая защита з аключаются в том, что защищаемая конструкция искусственно оказывается катодным участком электрохимической системы. Различают катодную и протекторную защиту.

При катодной защите конструкцию искусственно делают катодом путем наложения постоянного тока от внешнего источника. К аноду источника тока присоединяют железный лом, помещенный в ту же среду. Протекторная защита заключается в образовании макрогальванической пары, в которой защищаемый металл играет роль катодного участка, а анодом – протектором – служит более активный металл или сплав (алюминий, магний, цинк, их сплавы). Протекторы наклепывают или соединяют металлическим проводом с защищаемой конструкцией.

Изменение свойств коррозионной среды. Изменить свойства коррозионной среды можно:

а) Уменьшением концентрации веществ, вызывающих коррозию. Например, кислород, растворенный в воде, форсирует коррозию паровых котлов, поэтому перед закачкой в котел воду освобождают от кислорода.

б) Очисткой промышленных и выхлопных газов от оксидов SO₂, CO₂, NO₂, которые ускоряют атмосферную коррозию металлических конструкций.

в) Введением в агрессивную среду ингибиторов – веществ, замедляющих коррозию. Ингибиторы вызывают образование на поверхности металла защитных пленок и пассивацию металла. Например, NaNO₂, Na₂Cr₂O₇ образуют на поверхности металла оксидную пленку; Na₂SiO₃, Na₂CO₃, Na₃PO₄ образуют с ионами коррозирующего металла малорастворимые соединения.

Рациональное конструирование металлических изделий. Изделие должно быть таковым, чтобы как можно меньше было участков, на которых может возникнуть коррозия (сварных швов, узких щелей, контактов разнородных металлов). Формы частей машины должны быть такими, чтобы можно было быстро очистить ее от грязи. Машина не должна иметь мест скопления влаги, вызывающей коррозию.