15.4.2. Способы защиты металлов от коррозии

Разнообразные состояния металлических поверхностей, состав сред, находящихся с ними в контакте, обусловливают различные механизмы протекания коррозии. Естественно, что это требует и различных методов защиты от нее.

Проанализируем их в общем виде. Величина электрического тока, протекающего в микрогальваническом элементе, мкА, определяется отношением разности потенциалов элементов к сопротивлению среды:

(15.16)

На производстве стремятся подбирать металлы так, чтобы ε_а – ε_к  . При эксплуатации создают условия изоляции изделий от влияния внешней среды или увеличивают дополнительное сопротивление R_доп.

В общем виде методы защиты металлических поверхностей и изделий из них можно представить, как показано на рис. 15.21

Методы защиты

Покрытия

Обработка среды

Металлические

Неметаллические

Введение ингибиторов

Удаление активных веществ

Уменьшение влажности

Ni

Zn

Sn

Sn

Масло

Смазки

Краски

Рис. 15.21. Методы защиты от коррозии

Металлические покрытия применяются на производстве. Изделия могут никелировать, цинковать или покрывать другими металлами. Эти покрытия эффективны, пока не нарушена целостность покрывающего слоя. Нарушение его будет разрушать металл, имеющий более отрицательный потенциал. Так, при покрытии изделия оловом будет разрушаться слой олова, а при оцинкованных поверхностях – слой цинка.

Неметаллические покрытия – защита маслами, смазками, красками (эмалями). Жидкие масла стекают с вертикальных и наклонных поверхностей. Восстановление смазочного защитного слоя осуществляется включением механизма в работу или прокручиванием валов механизмов вручную.

Смазки, эмали или смазочные масла надежно изолируют металлические поверхности от воздействия внешней среды. Однако их защита эффективна до тех пор, пока защитный слой не нарушен.

Защита с помощью эмалей (лакокрасочных материалов) достаточно эффективна. Строение этих покрытий сложное (рис. 15.22).

1

2

3

4

5

Рис. 15.22. Строение лакокрасочного покрытия:

1 – окрашиваемая поверхность; 2 – грунт; 3 – местная шпатлевка;

4 – общая шпатлевка; 5 – слой краски

При разрушении покрытия (например, удар тяжелого предмета или царапина) коррозия внешне незаметна. Она развивается под слоем эмали (рис. 15.23). Это обусловлено тем, что окисляющийся очищенный металл имеет более положительный электродный потенциал. Поэтому необходимо расширить разрушенный слой, удалить образовавшиеся следы коррозии и полностью восстановить окрашенный слой. Аналогичным образом поступают и при восстановлении защитного слоя смазками.

Рис. 15.23. Коррозия стали при разрушении слоя смазки или краски:

1 – стальная поверхность; 2 – слой краски; 3 – коррозия;

4 – основной металл

Обработка коррозионной среды широко используется в технике. Так, в смазочные материалы вводят антиокислительные и антикоррозионные присадки. Охлаждающие жидкости также содержат различные добавки. Например, в воду для систем охлаждения двигателя добавляют по 0,05 % хрампина (К₂Сr₂О₇), нитрита натрия (NaNO₂) и тринатрийфосфата (Na₃PO₄). Кроме того, они предотвращают отложение накипи в системах охлаждения двигателей.

К обработке коррозионной среды относится и такой прием, как удаление из камер сгорания двигателей остатков отработавших газов. Для этого стартером прокручивают коленчатый вал двигателя без подачи топлива в течение 3–5 с.

Важным приемом обработки коррозионной среды является создание условий, при которых относительная влажность в объекте не будет превышать 60 %. Такие условия создаются при упаковке изделий в запаянные полиэтиленовые оболочки, внутри которых помещают силикагель (SiO₂3H₂O). Он поглощает влагу, поступающую в упаковку извне, автоматически поддерживая влажность ниже 60 %.