Рациональное конструирование

Гальванокоррозия луженого железа в кислой среде

Гальванокоррозия оцинкованного железа в нейтральной среде

(A)Fe | О₂, Н₂О | Zn(К).

В данной гальванопаре цинк имеет меньшее значение φ, поэтому будет являться анодом.

A) Zn - 2е = Zn²⁺,

К) О₂ + 2Н₂О + 4е = 4ОН^-.

Zn²⁺ + 2ОН^- = Zn(OH)₂.

Из данной схемы видно, что в случае частичного разрушения анодного покрытия, коррозии подвергается металл покрытия. Но при этом металл покрытия будет выполнять защитную функцию по типу протекторной защиты.

В данной гальванопаре олово имеет большее значение φ, поэтому будет являться катодом.

(A) Fe | НС1, О₂, Н₂О | Sn(К).

A) Fe - 2e = Fe²⁺,

К) 2Н⁺ + 2е = Н₂.

Fe²⁺ + 2Сl^- = FeCl₂,

FeCl₂ + 2Н₂О = Fe(OH)₂ + 2НС1 (гидролиз),

4Fe(OH)₂ + О₂ + 2Н₂О = 4Fe(OH)₃,

Fe(OH)₃ = FeOOH + Н₂О.

Покрытие менее активным металлом является опасным покрытием, так как после его частичного разрушения возникает гальванопара, которая приводит к усилению коррозии защищаемого металла.

3.2 Изменение состава коррозионной среды

Изменить состав коррозионной среды возможно если деталь находится в ограниченной небольшими размерами замкнутой системе.

Из ранее приведенных схем коррозии следует, что функцию окислителя могут выполнять кислород, вода и кислоты, а восстановителя – железо. Сравним окислительно-восстановительные потенциалы данных систем:

O₂ + 4H⁺ + 4е = 2H₂O φ⁰ = + 1,23 В,

O₂ + 2H₂O + 4е = 4ОН^- φ⁰ = + 0,40 В,

2H⁺ + 2е = H₂ φ⁰ = + 0,00 В,

2Н₂О + 2е = H₂ + 2OH^– φ⁰ = - 0,83 В,

Fe - 2е = Fe²⁺ φ⁰ = - 0,44 В.

Из приведенных значений следует, что наиболее сильными окислительными свойствами обладает кислород в кислой среде. В отсутствие кислорода и кислот окисление железа происходить не будет. В среде, окружающей металлическую деталь, должен отсутствовать электролит и окислитель с более высоким чем у металла окислительно-восстановительным потенциалом.

Из внешней среды должны быть удалены активаторы коррозии Cl^-, Br^- и др. И в случае необходимости добавлены вещества резко замедляющие коррозию – ингибиторы.

Механизм действия ингибиторов пока не исследован полностью. Поэтому подбор ингибиторов проводится в основном экспериментальным путем. В частности было установлено, что ингибиторами коррозии железа в кислой среде является органические амины. В литературе имеется большой справочный материал по применению ингибиторов.

Рациональное конструирование предусматривает комплекс мероприятий по предотвращению коррозии на основе современных научных данных и практических наработок в области защиты металлов от коррозии. Это исключение: контактной коррозии, внутренних напряжений в деталях, зон конденсации влаги, повреждения защитных покрытий и др. факторы. В случае необходимости применение: коррозионностойких металлов и сплавов, ингибиторов и др.