Методы защиты от коррозии.

Принцип методов защиты сводиться к следующему:

1. - модификация самого металла;

2. - отделение (предохранение) металла от окружающей среды с помощью защитных покрытий (неметаллических и металлических);

3. - электрохимические методы защиты;

4. - химическая обработка для повышения коррозионной стойкости (пассивация поверхности металла);

5. - специальная обработка электролита или среды, в которой находится металл.

1. Модификация самого металла:

а) введение примесей, приводящих к увеличению коррозионной устойчивости (легирование);

б) наоборот – очистка металлов от примесей уменьшает коррозию. Абсолютно чистое железо не ржавеет.

2.Отделение (предохранение) металла от окружающей среды с помощью защитных покрытий.

Неметаллические:

а) органические слои (масла, смазки – углеводороды, которые наносят часто при высокой температуре);

б) лаки, краски;

в)органические полимеры (резиновое покрытие в химической аппаратуре), эпоксидные смолы и их производные;

г) остекловывание (погружают изделие в жидкое стекло – силикаты калия и натрия в виде водных растворов, а затем протекает процесс затвердевания).

в) создание аморфной (стеклообразной поверхности металла лазерной обработкой (металлические стекла чрезвычайно коррозионно устойчивы).

Металлические защитные покрытия.

а) Электрохимические методы – получают методом электролиза (металл, на который наносят покрытие, делают катодом в процессе электролиза); примеры покрытий: Zn/Fe -цинк – анодное покрытие, Sn/Fe – олово –катодное.

б) Металлизация – нанесение металлов методом распыления жидкого металла. Используют дуговой разряд, пламя ацетиленовой горелки, которые плавят металл и частично его испаряют. Мельчайшие капли и пары металла струей газа переносятся на защищаемую поверхность и кристаллизуются на ней.

в) Плакирование – нанесение пленок защитного металла путем совместной прокатки (сталь, плакированная нержавеющей сталью, дюралюминий – чистым алюминием).

3.Электрохимические методы защиты (суть – заставить разрушаться болванкам).

а) Протекторная защита – к изделию присоединяют «жертвенный» металл (протектор – защитник). Образования ГЭ, в котором протектор служит анодом.

Примеры: к стенкам паровых котлов припаивают цинковые пластины; к валу гребного винта с бронзовым подшипником где-то рядом прикрепляют цинковую деталь.

б) Катодная защита – присоединяют защищаемую конструкцию к (-) постоянного источника тока (делают катодом), а металлолом – к (+) полюсу – делают анодом. Фактически, это электролиз с растворимым анодом, но требующий большой осторожности, т.к. токи большой силы могут нанести вред.

4.Химическая обработка для повышения коррозионной стойкости (пассивация поверхности металла) - то, что не использовалось в выше приведенных методах, часто в расплавах или при повышенных температурах.

а) Оксидирование – создание металлических оксидных пленок. Например алюминий погружают в раствор Nа₂СrО₄ или проводят электролиз в хромовокислом растворе или в растворе щавелевой кислоты, где алюминий – анод. Органические красители могут придать пленке любой цвет (анодированный алюминий).

б) Воронение – получение цветных оксидных пленок на железе и его сплавах (оксиды железа II и III и их смесь); они могут быть окрашены в синий, коричневый и серый цвета. Получают сухим термическим способом, нагревая железный предмет в печи до температуры 300-450^оС, или мокрым – обработкой поверхности в кипящем сильно щелочном растворе солей (NaNO₂, NaNO₃).

в) Образование фосфатных пленок (см выше).

г) Образование защитных поверхностных слоев, причем обладающих значительной механической прочностью, при взаимодействии не с кислородом, а с другими неметаллами (иногда с металлами):

- углеродом (цементация – науглероживание поверхности с последующей термоупрочняющей обработкой);

- бором (осаждение и диффузия бора – бориды железа обладают большой твердостью абразивной износостойкостью);

- кремнием (силицированные покрытия делают на частях насосов, вентелях, лентах транспортеров и др.);

- азотом (азотоуглероживание - нитроцементация в газовых при 600^оС (NH₃+ H₂+CO) или жидкостных средах (расплав в жидких средах цианидов и цианатов натрия NaCN+NaCNO при 750-900^оС.);

- алитирование – создание поверхностного слоя алюминия на никелевых и кобальтовых сплавах турбинных лопаток;

- термохромирование - нанесение химическим способом тонких слоев карбидов хрома, обладающих повышенной твердостью;

- диффузное цинкование – для защиты от коррозии низкоуглеродных сталей и чугуна;

- газохимические покрытия CVD (Chemical Vapour Deposition) из легко испаряющихся галогенидов (фторидов, хлоридов, бромидов, иодидов) переходных металлов 4 и 5 групп ПС, а также карбонилов металлов и металлоорганических соединений при 500-1500⁰С: Тil₄ + 2H₂ = Ti + 4HI

Ni(CO)₄ = Ni + 4CO.