7.11. Коррозия металлов и способы защиты от нее

Коррозия металлов — процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы окисляются и теряют присущие им свойства. Ежегодно в мире в результате коррозии теряется 10...15 % выплавляемого металла или 1...1,5 % всего металла, накоп­ленного и эксплуатируемого человеком. В наибольшей степени кор­розии подвергаются черные металлы (сталь и чугун).

Химическая коррозия — разрушение металлов и сплавов в результате окисления при взаимодействии с сухими газами (О₂, SO₂ и др.) при высоких температурах или с органическими жидкостями — нефтепро­дуктами, спиртом и т. п.

Электрохимическая коррозия — разрушение металлов и сплавов в воде и водных растворах. Для развития коррозии достаточно, чтобы металл был просто покрыт тончайшим слоем адсорбированной воды (влажная поверхность). Из-за неоднородности строения металла при электрохимической коррозии в нем образуются гальванические пары (катод — анод), например между зернами (кристаллами) металла, от­личающимися один от другого химическим составом. Атомы металла с анода переходят в раствор в виде катионов. Эти катионы, соединяясь с анионами, содержащимися в растворе, образуют на поверхности металла слой ржавчины. В основном металлы разрушаются от элект­рохимической коррозии.

Для повышения долговечности и сохранения декоративности ме­таллоконструкции защищают от коррозии. Сущность большинства способов защиты от коррозии — предохранение поверхности металла от проникновения к ней влаги и газов путем создания на металле

защитного слоя. Существуют и другие методы, например электрохи­мическая защита, с помощью установки прожектора из более активного металла на защищаемую металлоконструкцию.

Наиболее простой, но не долговечный метод защиты металла — нанесение на его поверхность водонепроницаемых неметаллических покрьггий (битумных, масляных и эмалевых красок). В последние годы все большее применение находит метод защиты от коррозии покрытием металла тонким слоем пластмассы.

Защитить металл от коррозии можно также, покрывая его слоем другого более коррозионно-стойкого металла: оловом, цинком, хро­мом, никелем и др. Защитный слой металла наносят путем никелиро­вания, хромирования, лужения, цинкования и свинцевания. Покрытие цинком используют для защиты от коррозии закладных деталей желе­зобетонных изделий, водопроводных труб, кровельной жести. Защит­ный слой наносят гальваническим (электролитическим осаждением из раствора солей) или термическим (окунанием в расплав металла или распылением расплава) методом.

Применяют химические способы образования покрытий (плотных оксидных пленок) на металле: фосфатирование (для черных металлов) и анодирование (для алюминиевых сплавов).

Для получения металлов, хорошо противостоящих коррозии, при­меняют легирование. Так, вводя в сталь хром и никель в количестве 12...20 %, получают нержавеющие стали, стойкие не только к воде, но и к минеральным кислотам.

Контрольные вопросы

1. Что такое металлы? 2. Расскажите о сплавах. 3. Какие металлы относятся к черным? 4. Какие металлы относятся к цветным? 5. Расскажите о строении и свойствах железо­углеродистых сплавов. 6. Каковы основы производства чугуна? 7. Что такое доменный шлак? 8. Что представляют собой углеродистые и легированные стали? Чем они различаются? 9. Что такое стальной прокат? Где его применяют в строительстве? 10. Рас­скажите о стержневой арматуре. 11. Какие вы знаете соединения стальных конструкций? 12. Что такое коррозия металлов? Какие способы защиты от нее вы знаете? 13. Назовите основные виды цветных металлов и сплавов.