Alle metoder for beskyttelse mot metallkorrosjon, fordeler og ulemper med dem. Korrosjon av metaller Metoder for beskyttelse mot korrosjon Typer av beskyttelse av metallmaterialer mot korrosjon

Korrosjon er spontan ødeleggelse av metaller som et resultat av kjemisk eller fysisk-kjemisk interaksjon med miljøet. Generelt er dette ødeleggelsen av ethvert materiale, det være seg metall eller keramikk, tre eller polymer.

Rene metaller er mest utsatt for korrosjon. Legeringer, plast og andre materialer i denne forbindelse er preget av begrepet "aldring". I stedet for begrepet "korrosjon" brukes også ofte "rusting".

Typer korrosjon

Den etsende prosessen ødelegger menneskers liv i mange århundrer, så den har blitt studert mye nok. Det er forskjellige klassifiseringer av korrosjon, avhengig av miljøtype, bruksforholdene for etsende materialer (om de er under stress, hvis de er i kontakt med et annet medium, deretter permanent eller vekselvis, etc.) og på mange andre faktorer.

Elektrokjemisk korrosjon

To forskjellige metaller koblet til hverandre kan korrodere hvis for eksempel kondensat fra luften kommer på skjøten. Ulike metaller har forskjellige, og en galvanisk celle blir faktisk dannet ved krysset mellom metallene. I dette tilfellet begynner metallet med lavere potensial å oppløses, i dette tilfellet å korrodere. Dette vises i sveiser, rundt nagler og bolter.

For beskyttelse mot denne typen korrosjon brukes for eksempel galvanisering. I et metallsinkpar skal sink korrodere, men under korrosjon dannes en oksidfilm i sink, noe som i stor grad bremser korrosjonsprosessen.

Kjemisk korrosjon

Hvis metalloverflaten er i kontakt med et etsende medium, og det ikke er noen elektrokjemiske prosesser, så er den såkalte. kjemisk korrosjon. For eksempel dannelse av skala når metaller samhandler med oksygen ved høye temperaturer.

Korrosjonskontroll

Til tross for at skip med kister som råtner på havbunnen ikke er så ille for miljøet, gir korrosjon av metaller årlig store tap for mennesker. Derfor er det ikke overraskende at det har vært forskjellige metoder for metallkorrosjonsbeskyttelse i lang tid.

Det er tre typer korrosjonsbeskyttelse:

Byggemetode inkluderer bruk av metalllegeringer, gummipakninger, etc.

Aktive metoder for å bekjempe korrosjon er rettet mot å endre strukturen til det elektriske dobbeltlaget. Et konstant elektrisk felt påføres ved hjelp av en konstant strømkilde, spenningen velges for å øke elektrodepotensialet til det beskyttede metallet. En annen metode er å bruke en offeranode, et mer aktivt materiale som vil bryte ned og beskytte den beskyttede gjenstanden.

Passiv korrosjonskontroll - dette er bruk av emaljer, lakker, galvanisering, etc. Belegg av metaller med emaljer og lakker er rettet mot å isolere metaller fra miljøet: luft, vann, syrer, etc. .til. sink tærer lettere enn jern (se "elektrokjemisk korrosjon" ovenfor).

Det er forskjellige måter å påføre beskyttende belegg på metall på. Galvanisering kan utføres i en varm butikk, "kald", ved termisk sprøyting. Maling med emaljer kan gjøres ved sprøyting, rull eller børste.

Det må legges stor vekt på å forberede overflaten for påføring av et beskyttende belegg. Suksessen med hele settet med tiltak for å beskytte mot korrosjon avhenger i stor grad av hvor godt metalloverflaten rengjøres.

I titalls hundre år har menneskeheten satt opp et stort utvalg av teknologi rundt seg selv. Men starten på en så bred utvikling var den tiden da folk lærte å bearbeide og bearbeide metall. Takket være dets egenskaper ble det mulig å nå store høyder innen teknologi, å bygge kjøretøy som kunne levere en person til den andre enden av verden, våpen som skulle beskyttes. Men nå har teknologien nådd et slikt nivå at noen mekanismer skaper andre.

Mens metall er i sentrum for all (eller nesten all) teknologi, er det ikke det mest perfekte materialet. Med tidens gang og miljøets innflytelse på den, gir den seg rust. Dette fenomenet forårsaker mer skade på dette materialet og forverrer driften av utstyret, noe som ofte kan føre til en ulykke eller katastrofe. Denne artikkelen vil forklare alt om rusting av stål, hvordan denne prosessen oppstår, og hva du skal gjøre for å unngå (eller eliminere) den.

Hva er rust?

"Rust" - såkalt enhver form for ødeleggelse av dette materialet i hverdagen. Spesielt er dette de rødhetene som dannes på metallet etter reaksjon med oksygen. Oksidasjon har en skadelig effekt på dette materialet, noe som gjør det sprø, kantene er løse og reduserer hardheten, samt ytelsesegenskapene.

Derfor bruker mange fabrikker forskjellige formuleringer for å redusere friksjon, beskytte mot korrosjon og andre negative miljøpåvirkninger. Mer om dette senere. For å gå videre til å beskytte mot en slik innvirkning, forstå forsiktig hvordan "forfall" påvirker stål, og hvordan det dreper krystallgitteret.

Naturlig ødeleggelse kan forårsake en rekke skader:

• Fullstendig skade;
• Brudd på tettheten av krystallgitteret;
• Selektiv skade;
• Undergrunn.

Avhengig av skadens art, kan forskjellige metoder for å håndtere korrosjon bli brukt. Hver av de mulige skadene er skadelig på sin egen måte, og er uakseptabelt innen ulike områder av teknologi og produksjon. I energisektoren er slik ødeleggelse generelt ikke tillatt (dette kan føre til gasslekkasjer, spredning av stråling og så videre).

Videoklipp om hva rust er og hvordan du kan beskytte deg mot det:

Eksponering for rust

For å effektivt velge mekanismene for å motvirke ødeleggelsen av metallkonstruksjonen, er det nødvendig å forstå hvordan rust i seg selv fungerer. Det kan være av to typer: kjemisk og elektrokjemisk.

Den første - kjemiske - kan tilskrives prosessen med hvordan kanten av prøven blir ødelagt bare under påvirkning av miljøet (gasser oftest). Denne typen rust på metall tar veldig lang tid og er generelt veldig lett å unngå. Delen må rengjøres og korrosjonsbeskyttende belegg påføres (maling, lakk osv.).

Annet enn det, skjer denne prosessen med jernforringelse i fuktige, våte omgivelser, så vel som i kontakt med organiske stoffer som for eksempel olje. Det siste er spesielt viktig å ta i betraktning, siden rust på oljerigger er uakseptabelt.

Elektrokjemisk korrosjon er mindre vanlig og forekommer i elektrolytter. Bare i dette tilfellet er det ikke miljøet som er viktig, men strømmen som produseres som et resultat av elektrifisering. Det er han som ødelegger metallet og dets overflate (for det meste). Derfor kan den lett skilles ut med sin smulete metalloverflate.

For å beskytte metallet mot rust, må alle disse funksjonene tas i betraktning.

Hvordan skaper du riktig beskyttelse?

Metallkorrosjon og beskyttelsesmetoder er nært beslektede. Derfor kan alle beskyttelsesprosesser deles inn i bare to grupper: metallforbedring under produksjon, og anvendelse av beskyttelse under drift. Den første kan tilskrives endringer i den kjemiske sammensetningen, noe som vil gjøre delen mer motstandsdyktig mot miljøpåvirkninger. Slike utstyr eller gjenstander trenger ikke ytterligere beskyttelse.

Den andre beskyttelsesgruppen inkluderer forskjellige belegg og isolering av arbeidsprosessen. Det er flere måter å unngå ødeleggelse på: unngå miljøet som provoserer det, eller legg til noe som vil bidra til å kvitte seg med spredning av metall, uavhengig av miljø og miljø. Hjemme er bare det andre alternativet mulig, siden en person ganske enkelt ikke kan påvirke et ferdig produkt uten spesialutstyr, komfyr og andre ting.

Hvordan forberede seg på rust

Når du lager metallprodukter, er det to måter å fjerne eller minimere korrosjon på. For å gjøre dette tilsettes stoffer (sink, kobber og så videre) i strukturen som er motstandsdyktige mot gasser og andre negative irriterende stoffer. Den motsatte effekten kan også ofte bli funnet.

Som allerede nevnt er det en type korrosjon som kalles selektiv. Det ødelegger visse varer i varebutikken. Som du vet består metallet av forskjellige atomer som danner elementer, som hver gir seg til negativ innflytelse i varierende grad. For eksempel er det i jern svovel. For at en del laget av dette materialet skal tjene så lenge som mulig, fjernes svovel fra dets kjemiske sammensetning, hvorfra selektiv separasjon av strukturen begynner. Hjemme er en slik pålitelig metode umulig.

En annen korrosjonsbeskyttelse kan gis under produksjonen. Under produksjonen påføres spesielle belegg som vil beskytte overflaten mot ytre skader fra en kjemisk reaksjon. Byggematerialene som brukes i dette tilfellet kan bare være i produksjon, siden de er nesten umulige å kjøpe i det offentlige området. I tillegg utføres denne applikasjonen ofte på automatiske linjer, noe som øker påliteligheten og hastigheten på belegg av materialet.

Men uansett hvordan metallet forbedres, vil dette materialet fortsatt bukke under for negativt trykk fra fuktighet, luft, forskjellige gasser og vil forverres under drift. Derfor er det nødvendig med korrosjonsbeskyttelse, som ikke bare vil påvirke den, men også beskytte den mot omverdenen.

Oksygen påvirker spredning av rust veldig sterkt. Å beskytte metaller mot korrosjon bremser også, ikke bare forhindrer spredning av et slikt negativt fenomen. For å gjøre dette blir spesielle molekyler introdusert i strukturen i miljøet - hemmere - som trenger inn i overflaten av metallet og gir et slags skjold for det.

En korrosjonsfilm brukes også ofte og kan påføres på forskjellige måter. Men den enkleste (og mest pålitelige) måten er når den påføres ved sprøyting. Forskjellige polymere materialer, maling, emaljer og lignende brukes til dette. De omslutter også delen, og begrenser tilgangen til det destruktive miljøet til den. Kampen mot metallkorrosjon kan være svært mangfoldig, til tross for likhetene i prosessen. Denne kjemiske prosessen er uunngåelig, og lykkes nesten alltid. Dette er grunnen til at så mye krefter går for å forhindre korrosjon. Beskyttelsesmidler i dette synet kan kombineres.

Dette er de viktigste beskyttelsesmetodene. De er populære for sin enkelhet, pålitelighet og bekvemmelighet. De inkluderer også belegg med lakk og emaljer, men om det litt nedenfor.

Så for eksempel, før de påfører maling eller emalje, smører arbeidstakere produktet med en primer slik at malingen bedre "ligger" på overflaten, og det er ingen fuktighet igjen mellom det og produktet (som primeren absorberer). Disse metodene for å beskytte metaller mot korrosjon gjøres ikke alltid i produksjonen. Hjemmeverktøy er nok til å gjøre slike operasjoner selv.

Korrosjonsbeskyttelse er noen ganger ganske uvanlig. For eksempel når ett metall er beskyttet av et annet. Denne teknikken brukes ofte når den kjemiske legeringen ikke kan endres. Overflaten er dekket av et annet materiale, som er fylt med inneslutninger av elementer som er motstandsdyktige mot etsende effekter. Dette såkalte korrosjonsbeskyttende laget bidrar til å bevare overflaten til det mer følsomme materialet veldig pålitelig. For eksempel kan belegget være krom.

Dette inkluderer også beskyttende beskyttelse av metaller mot korrosjon. I dette tilfellet er overflaten som skal beskyttes dekket av metall, som har lav elektrisk ledningsevne (som er en av hovedårsakene til korrosjon). Men dette brukes når miljøkontakt minimeres. Derfor brukes en lignende beskyttelse av metaller mot rust og andre farlige kjemiske prosesser i kombinasjon, for eksempel med inhibitorer.

Slike beskyttelsesmetoder brukes for å unngå mekanisk belastning. Det er vanskelig å si hvordan man beskytter metallet mest pålitelig. Hver metode kan gi positive resultater.

Hvordan oppnå dekning av høy kvalitet?

Det er ikke alltid produsentens ansvar å beskytte metall mot korrosjon. Ofte må du ta vare på et slikt produkt selv, og da er den beste ordningen for å forbedre holdbarheten til delen belegg.

Først og fremst må den være helt ren. "Skitt" inkluderer:

• Restolje
• Oksider

De må elimineres riktig og fullstendig. For eksempel må du ta en spesiell væske basert på alkohol eller bensin, slik at vannet ikke i tillegg skader strukturen. I tillegg kan fuktighet forbli på overflaten, og malingen som påføres på den vil ganske enkelt ikke utføre sine funksjoner.

I et lukket miljø (mellom overflaten og malingen) vil korrosjonen av jern utvikle seg enda mer aktivt, og slik beskyttelse av metallet mot korrosjon vil skade det i stedet for å hjelpe det. Derfor er det viktig å unngå fuktighet også. Etter at skitt er fjernet, er det nødvendig å tørke det.

Det nødvendige belegget kan deretter påføres. Likevel er det den beste måten å beskytte mot rust hjemme. Selv om metodene for å beskytte mot korrosjon av metaller kan være forskjellige, bør det alltid huskes at feil bruk kan føre til problemer. Derfor er det ikke nødvendig å finne på noe ekstraordinært, det er bedre å bruke allerede påviste og pålitelige metoder for beskyttelse mot metallkorrosjon.

Det er også verdt å merke seg at enhetens overflate kan behandles på flere måter:

• Kjemisk
• Elektrokjemisk
• Mekanisk

Sistnevnte er den enkleste metoden for å stoppe korrosjon. De to første elementene fra listen representerer mer komplekse (i tekniske termer) prosesser, hvorfra korrosjonsbeskyttelse blir mer pålitelig. Tross alt avfetter de metallet, noe som gjør det mer praktisk å påføre det et beskyttende belegg. Det bør ikke gå mer enn 6-7 timer før belegg, siden kontakt med mediet vil "gjenopprette" det forrige resultatet, som var før behandlingen.

Korrosjonsbeskyttelse må gjøres - for det meste - på fabrikken og under produksjonen. Men ikke stol på henne alene. En hjemmemedisin mot korrosjon vil heller ikke skade.

Er det mulig å kvitte seg med korrosjon permanent?

Til tross for enkelheten i svaret, bør det utvides. Korrosjon og beskyttelse av metaller mot korrosjon kan ikke skilles fra hverandre, siden de er basert på den kjemiske sammensetningen av både selve produktet og dets omgivende atmosfære. Det er ikke for ingenting at metodene for å bekjempe korrosjon er basert nettopp på disse indikatorene. De fjerner enten "svake" partikler av krystallgitteret (eller legger til mer pålitelige inneslutninger i det), eller de hjelper med å "skjule" overflaten av produktet for gasser og ytre påvirkninger.

Anti-korrosjonsbeskyttelse er ikke noe vanskelig. Den er basert på enkel kjemi, og fysikkens lover, som også indikerer at det er umulig å unngå noen prosesser i samspillet mellom elementer. Korrosjonsbeskyttelse reduserer sannsynligheten for et slikt utfall, øker holdbarheten til metallet, men likevel - det redder det ikke endelig. Uansett hva det er, må det fortsatt oppdateres, forbedres og kombineres, og ytterligere metoder for å beskytte metaller mot korrosjon bør brukes.

Det er mulig å si hvordan du kan forhindre korrosjon, men det er ikke verdt det å sikre at jern ikke er underlagt det i det hele tatt. Belegget egner seg også til den destruktive kraften i omverdenen, og hvis ikke overvåkes, vil gasser og fukt nå den beskyttede overflaten, som gjemmer seg under den. Korrosjon og beskyttelse av metaller er ekstremt nødvendig (både i produksjon og under drift), men det må også behandles klokt.

Introduksjon.

1.1 Begrepet korrosjon.

Kjennetegn og essensen av korrosjonsprosesser.

2.1 Klassifisering av etsende miljøer.

2.2 Korrosjonshastighet.

2.3 Grunnleggende om teorien om korrosjon.

2.4 Klassifisering av korrosjonsprosesser:

av typen ødeleggelse;

etter mekanisme:

Kjemisk korrosjon;

Elektrokjemisk korrosjon.

Korrosjonsbeskyttelsesmetoder.

3.1 Legering

3.2 Beskyttelsesfilmer

3.3 Grunning og fosfatering

3.4 Elektrokjemisk beskyttelse

3.5 Silikatbelegg

3.6 Sementbelegg

3.7 Metallbelegg

3.8 Hemmere

Påføring av korrosjonsbeskyttende belegg

Konklusjon

Liste over brukt litteratur

INTRODUKSJON

Korrosjonskonsept

Begrepet korrosjon kommer fra det latinske ordet korroderersom betyr å korrodere, å ødelegge.

Korrosjon Er en spontan prosess med ødeleggelse av materialer og produkter laget av dem under kjemisk påvirkning av miljøet.

Korrosjon av metaller - ødeleggelse av metaller på grunn av de fysisk-kjemiske effektene av det ytre miljøet, der metallet går over i en oksidert (ionisk) tilstand og mister sine iboende egenskaper.

I tilfeller der metalloksidasjon er nødvendig for implementering av en hvilken som helst teknologisk prosess, bør ikke begrepet "korrosjon" brukes. For eksempel kan vi ikke snakke om korrosjon av en løselig anode i et galvanisk bad, siden anoden må oksidere og sende ionene i løsningen for at den ønskede prosessen skal fortsette. Det er også umulig å snakke om korrosjon av aluminium under implementeringen av den aluminotermiske prosessen. Men den fysisk-kjemiske essensen av endringene som skjer med metallet i alle slike tilfeller er den samme: metallet er oksidert.

Kjennetegn og essensen av korrosjonsprosesser

Klassifisering av etsende miljøer

Miljøet der metoden korroderer (korroderer) kalles etsende eller aggressivt miljø... I henhold til graden av påvirkning på metaller, bør etsende miljøer deles inn i:

• ikke-aggressiv;
• litt aggressiv;
• middels aggressiv;
• svært aggressiv.

For å bestemme graden av aggressivitet i miljøet under atmosfærisk korrosjon, er det nødvendig å ta hensyn til driftsforholdene til metallkonstruksjonene til bygninger og strukturer. Graden av aggressivitet av miljøet i forhold til konstruksjoner i oppvarmede og uoppvarmede bygninger, bygninger uten vegger og konstant luftede bygninger bestemmes av muligheten for kondensering av fuktighet, samt temperatur- og fuktighetsforhold og konsentrasjonen av gasser og støv inne i bygningen. Graden av aggressivitet i miljøet i forhold til strukturer i det fri, ikke beskyttet mot direkte eksponering for atmosfærisk nedbør, bestemmes av klimasonen og konsentrasjonen av gasser og støv i luften. Tatt i betraktning innflytelsen fra meteorologiske faktorer og gassens aggressivitet, er det blitt utviklet en klassifisering av graden av aggressivitet av miljøer i forhold til å bygge metallkonstruksjoner. Tatt i betraktning innflytelsen fra meteorologiske faktorer og gassens aggressivitet, er det blitt utviklet en klassifisering av graden av aggressivitet av miljøer i forhold til å bygge metallkonstruksjoner, som presenteres i tabellen:

Dermed bestemmes beskyttelsen av metallkonstruksjoner mot korrosjon av aggressiviteten til deres driftsforhold. De mest pålitelige beskyttelsessystemene for metallkonstruksjoner er aluminium- og sinkbelegg.

Korrosjonshastighet

Korrosjonshastigheten til metaller og metallbelegg under atmosfæriske forhold bestemmes av den komplekse effekten av en rekke faktorer: tilstedeværelsen av fase- og adsorpsjonsfilmer av fuktighet på overflaten, luftforurensning med etsende stoffer, endringer i temperaturen på luft og metall, dannelsen av korrosjonsprodukter, og så videre.

Vurderingen og beregningen av korrosjonshastigheten bør baseres på å ta hensyn til varigheten og den korrosive effekten av de mest aggressive faktorene på metallet.

Avhengig av faktorene som påvirker korrosjonshastigheten, anbefales følgende inndeling av driftsforholdene til metaller som er utsatt for atmosfærisk korrosjon:

1. Lukkede rom med interne kilder til varme og fuktighet (oppvarmede rom);
2. Lukkede rom uten interne kilder til varme og fuktighet (uoppvarmede rom);
3. Åpen atmosfære.

Grunnlaget for teorien om korrosjon

Enhver etsende prosess er flertrinns.

1. Tilførsel av et etsende medium eller dets individuelle komponenter til metalloverflaten.
2. Interaksjon mellom mediet og metallet.
3. Full eller delvis fjerning av produkter fra metalloverflaten (i væskevolumet, hvis mediet er flytende).

De fleste metaller (bortsett fra gull, sølv, platina, kobber) forekommer naturlig i ionisk tilstand: oksider, sulfider, karbonater og så videre og kalles vanligvis malm. Den ioniske tilstanden er gunstigere, den er preget av mindre indre energi. Dette merkes ved produksjon av metaller fra malm og korrosjon av dem. Energien absorbert i reduksjonen av et metall fra forbindelser indikerer at det frie metallet har høyere energi enn metallforbindelsen. Dette fører til at metallet i kontakt med det korroderende mediet har en tendens til å gå i en energisk gunstig tilstand med en lavere energireserve. Den primære årsaken til metallkorrosjon er den termodynamiske ustabiliteten til metaller i et gitt miljø.

Klassifisering av korrosjonsprosesser

Etter type ødeleggelse

Etter type ødeleggelse er korrosjon kontinuerlig og lokal.

Med en jevn fordeling av korrosjonsskader over hele overflaten av metallet kalles korrosjon uniform eller fast... Det utgjør ingen fare for konstruksjoner og apparater, spesielt i tilfeller der tap av metaller ikke overstiger teknisk forsvarlige standarder. Konsekvensene kan relativt lett redegjøres for.

Hvis en betydelig del av metalloverflaten er fri for korrosjon og sistnevnte er konsentrert i separate områder, kalles det lokal.Det er mye farligere, selv om tapet av metall kan være lite. Dens fare ligger i at det reduserer påliteligheten til strukturer, strukturer, enheter ved å redusere styrken til individuelle seksjoner. Lokal korrosjon foretrekkes av sjøvann, saltløsninger, spesielt halogenider: natrium, kalsium, magnesiumklorid. Natriumklorid er spesielt plagsomt, som er spredt rundt veiene og fortauene om vinteren for å fjerne snø og is. I nærvær av salter smelter de, og de resulterende løsningene drenerer inn i kloakkrørene. Salter er korrosjonsaktivatorer og fører til akselerert ødeleggelse av metaller, spesielt kjøretøy og underjordiske verktøy. I USA anslås det at bruk av salter til dette formålet resulterer i tap på 2 milliarder dollar i året på grunn av motorkorrosjon og 0,5 milliarder dollar i ytterligere reparasjoner på veier, underjordiske motorveier og broer. Årsaken til bruk av natriumklorid er billigheten. Foreløpig er det bare en vei ut - å fjerne snøen i tide og ta den til deponier. Økonomisk er det hvitere enn berettiget.

Ulcerøs(i form av flekker i forskjellige størrelser) , punkt, spalte, kontakt, interkrystallinsk korrosjon - de vanligste typene lokal korrosjon i praksis. Punkt er en av de farligste. Den består i dannelsen av gjennomlesjoner, det vil si punkthulrom - pitting.

Spenningskorrosjonoppstår når metallet samtidig utsettes for et aggressivt miljø og mekanisk belastning. Sprekker av transkrystallinsk art vises i metallet, som ofte fører til fullstendig ødeleggelse av produkter.

Etter mekanisme

Ved mekanismen i korrosjonsprosessen skiller man ut to hovedtyper av korrosjon: kjemisk og elektrokjemisk. Det er vanskelig og noen ganger umulig å strengt skille en art fra en annen.

Under kjemisk korrosjon antyder samspillet mellom en metalloverflate og omgivelsene, ikke ledsaget av forekomsten av elektrokjemiske (elektrode) prosesser ved fasegrensen. Den er basert på reaksjonen mellom et metall og et aggressivt reagens. Denne typen korrosjon forekommer hovedsakelig jevnt over hele metalloverflaten. I denne forbindelse er kjemisk korrosjon mindre farlig enn elektrokjemisk.

Eksempler på kjemisk korrosjon er jernrusting og patina av bronse. I industriell produksjon blir metaller ofte oppvarmet til høye temperaturer. Under disse forholdene akselereres kjemisk korrosjon. Mange vet at det dannes søppel på rullende varme metallstykker. Det er et typisk kjemisk korrosjonsprodukt.

Det er fastslått at tilstedeværelsen av svovel i jern bidrar til korrosjon av jern. Antikke gjenstander laget av jern er korrosjonsbestandige nettopp på grunn av det lave svovelinnholdet i dette jernet. Svovel i jern finnes vanligvis i form av sulfider FeS og andre. I løpet av korrosjon spaltes sulfider med frigjøring av hydrogensulfid H2S, som er en katalysator for jernkorrosjon.

Mekanismen for kjemisk korrosjon reduseres til den reaktive diffusjonen av metallatomer eller ioner gjennom en gradvis fortykningsfilm av korrosjonsprodukter (for eksempel skala) og motdiffusjon av oksygenatomer eller ioner. I følge moderne synspunkter har denne prosessen en ionelektronisk mekanisme, lik prosessene med elektrisk ledningsevne i ioniske krystaller.

Spesielt forskjellige prosesser med kjemisk korrosjon finnes i forskjellige bransjer. I en atmosfære av hydrogen, metan og andre hydrokarboner, karbonmonoksid (II), hydrogensulfid, klor, i et miljø av syrer, så vel som i smeltede salter og andre stoffer, finner spesifikke reaksjoner sted som involverer materialet i apparater og enheter der den kjemiske prosessen utføres. Spesialistenes oppgave ved utforming av en reaktor er å velge et metall eller legering som er mest motstandsdyktig mot komponentene i en kjemisk prosess.

Praktisk talt den viktigste typen kjemisk korrosjon er samspillet mellom metall ved høye temperaturer og oksygen og andre gassformige aktive medier (HS, SO, halogener, vanndamp, CO). Lignende prosesser for kjemisk korrosjon av metaller ved forhøyede temperaturer kalles også gasskorrosjon... Mange kritiske deler av konstruksjoner ødelegges alvorlig av gasskorrosjon (gassturbinblad, rakettmotordyser, elementer av elektriske ovner, riststenger, ovnsbeslag). Metallindustrien lider store tap av gasskorrosjon (metallavfall). Motstanden mot gasskorrosjon øker når forskjellige tilsetningsstoffer (krom, aluminium, silisium) blir introdusert i legeringen. Tilsetningen av aluminium, beryllium og magnesium til kobber øker motstanden mot gasskorrosjon i oksiderende miljøer. For å beskytte jern- og stålprodukter mot gasskorrosjon, er overflaten på produktet belagt med aluminium (aluminiserende).

Under elektrokjemisk korrosjon innebære prosessen med interaksjon av metaller med elektrolytter i form av vandige oppløsninger, sjeldnere med ikke-vandige elektrolytter, for eksempel med noen organiske ledende forbindelser eller vannfrie smeltede salter ved forhøyede temperaturer.

La oss vurdere et diagram over denne prosessen. Dens kompleksitet ligger i det faktum at to prosesser forekommer samtidig på samme overflate, som er motsatt i sin kjemiske betydning: oksidasjonen av metallet og reduksjonen av oksidanten. Begge prosessene må fortsette sammen slik at likeverdigheten av antall elektroner donert av metallet og festet til oksidasjonsmiddelet per tidsenhet opprettholdes. Bare i dette tilfellet kan en stasjonær tilstand oppstå. For eksempel fortsetter samspillet mellom et metall og syrer i henhold til dette prinsippet:

Zn + 2HCl Zn + 2Cl + H

Denne kumulative reaksjonen består av to handlinger:

Zn Zn + 2e

Elektrokjemisk korrosjon er ofte forbundet med tilstedeværelsen av tilfeldige urenheter eller spesielt introduserte legeringsadditiver i metallet.

Mange kjemikere på en gang var forvirret av det faktum at noen ganger reaksjonen

Zn + H2SO4 \u003d ZnSO4 + H2

lekker ikke. Det ble funnet at i en slik situasjon må litt kobber (II) sulfat (kobbersulfat) tilsettes løsningen. I dette tilfellet vil kobber falle ut på sinkoverflaten.

CaSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu

og hydrogen vil begynne å utvikle seg voldsomt. Da han forklarte dette fenomenet i 1830, opprettet den sveitsiske kjemikeren A. de la Reeve den første elektrokjemiske teorien om korrosjon.

I 1800, kort tid etter oppdagelsen av det elektrokjemiske fenomenet av italieneren L. Galvani, konstruerte hans landsmann A. Volta en kilde til elektrisk strøm - en galvanisk celle, som åpnet tiden for elektrisitet for menneskeheten. I en utførelse besto kilden av vekslende kobber- og sinkskiver skilt av et porøst materiale og impregnert med en saltoppløsning. Avhengig av antall skiver oppnås en strøm med forskjellig styrke. Når metallisk kobber avsettes på sinkoverflaten, oppnås et kortsluttet element. I den er sink anoden og kobber er katoden. Siden kobber er i kontakt med sink og begge disse metallene er omgitt av en elektrolyttløsning, er cellen "på". Sink i form av et ion Zn 2+ går i en løsning av svovelsyre, og de resterende to elektronene fra hvert atom strømmer til et mer elektropositivt metall - kobber:

Zn \u003d Zn 2+ + 2e -

Hydrogenioner nærmer seg kobberanoden, aksepterer elektroner og blir til hydrogenatomer, og deretter til hydrogenmolekyler:

H + + e (Cu) \u003d H

Dermed skilles bevegelsesstrømmene til ioner og med et overskudd av syre fortsetter prosessen til alt sink er oppløst.

Så prosessene med elektrokjemisk korrosjon fortsetter i henhold til lovene for elektrokjemisk kinetikk, når den generelle reaksjonen av interaksjon kan deles inn i følgende, stort sett uavhengige, elektrodeprosesser:

• anodisk prosess - overgang av metallet til oppløsning i form av ioner (i vandige oppløsninger, vanligvis hydrert), og etterlater en ekvivalent mengde elektroner i metallet;
• til atodisk prosess - assimilering av overflødige elektroner som ble vist i metallet av depolarisatorer.

Skille mellom korrosjon med hydrogen, oksygen eller oksidativ depolarisering. I nærvær av gassformig oksygen i løsningen og umuligheten av korrosjonsprosessen med hydrogenavpolarisering, spiller oksygen hovedrollen til depolarisatoren. Korrosjonsprosesser der katodisk depolarisering utføres av oksygen oppløst i elektrolytten kalles metallkorrosjonsprosesser med oksygenavpolarisering... Dette er den vanligste typen metallkorrosjon i vann, i nøytrale og til og med svakt sure saltløsninger, i sjøvann, i bakken, i luften.

Den generelle ordningen for oksygendepolarisering er redusert til reduksjon av molekylært oksygen til et hydroksidion:

O + 4e + 2HO 4OH

Korrosjon av metall med oksygendepolarisering forekommer i de fleste praktiske tilfeller i elektrolytter i kontakt med atmosfæren, hvor oksygenets delvise trykk er 0,21 atm.

Hver oksygendepolarisasjonsprosess inkluderer følgende trinn.

1. Oppløsning av oksygen i elektrolytten.
2. Transport av oppløst oksygen i elektrolyttoppløsning (ved diffusjon eller omrøring).
3. Oksygentransport ved elektrolyttbevegelse.
4. Oksygenoverføring i diffusjonslaget til elektrolytten eller i filmen av metallkorrosjonsprodukter til katodeområdene på overflaten.
5. Oksygenionisering:

Under virkelige forhold med metallkorrosjon er de vanskeligste trinnene i prosessen:

1. Oksygenioniseringsreaksjon ved katoden. Den resulterende polarisasjonen kalles oksygenoverspenning. Prosessen sies å være kinetisk kontrollert.
2. Oksygen diffusjon til katoden, eller diffusjon overspenning. I dette tilfellet sies det at prosessen er diffusjonskontrollert.

Det er tilfeller når begge trinn - oksygenionisering og oksygendiffusjon påvirker prosessen. Så sier de om kinetisk-diffusjonskontroll.

Essensen av den første elektrokjemiske teorien var at urenheter i metaller skaper mikrogalvaniske celler, der elektroner flyter fra anoden til katodeseksjonene. Siden de katodiske og anodiske prosessene er atskilt på overflaten, skilles også motsatte strømmer av ioner, atomer og molekyler. De adskilte strømningene forstyrrer ikke hverandre, og korrosjonsprosessen er derfor raskere enn i tilfelle mikrovoltaiske celler.

Selvfølgelig synes teorier om elektrokjemisk korrosjon i dag å være mye mer perfekte. De er basert på mange eksperimentelle fakta og uttrykt i matematisk form.

Det er følgende typer elektrokjemisk korrosjonsom er av mest praktisk betydning.

1. Korrosjon i elektrolytter.Denne typen inkluderer korrosjon i naturlig vann (sjø og fersk), samt forskjellige typer korrosjon i flytende medier. Avhengig av miljøets natur, er det:

en) surt;

b) alkalisk;

i) saltvann;

d) marin korrosjon.

I henhold til virkningsbetingelsene for et flytende medium på metall, er denne typen korrosjon også karakterisert som:

• full nedsenking korrosjon;
• med ufullstendig nedsenking;
• med variabel nedsenking.

Hver av disse undertypene har sine egne egenskaper.

2 . Jordkorrosjon- påvirkningen på metall av jorda, som i korroderende henseende bør betraktes som en slags elektrolytt. Et karakteristisk trekk ved underjordisk elektrokjemisk korrosjon er en stor forskjell i oksygentilførselshastigheten (hoveddepolarisatoren) til overflaten av underjordiske strukturer i forskjellige jordarter (titusenvis av ganger). En viktig rolle i jordkorrosjon spilles av dannelsen og funksjonen av makrokorrosive par på grunn av ujevn lufting av individuelle deler av strukturen, samt tilstedeværelsen av løpende strømmer i bakken. I noen tilfeller har utviklingen av biologiske prosesser i jorden også en betydelig innvirkning på hastigheten av elektrokjemisk korrosjon under underjordiske forhold.

3. Atmosfærisk korrosjon - korrosjon av metaller i atmosfæren, samt våt gass; observeres under kondens synlige fuktighetslag på metalloverflaten ( våt atmosfærisk korrosjon) eller under de tynneste usynlige adsorpsjonslagene med fuktighet ( våt atmosfærisk korrosjon). Et trekk ved atmosfærisk korrosjon er den sterke avhengigheten av dens hastighet og mekanisme av tykkelsen til fuktighetslaget på metalloverflaten eller fuktighetsgraden til de dannede korrosjonsproduktene.

4. Korrosjon under mekanisk belastning. Mange tekniske konstruksjoner, som opererer både i flytende elektrolytter og i atmosfæriske og underjordiske forhold, gjennomgår denne typen ødeleggelse. De mest typiske typene av slik ødeleggelse er:

• Spenningskorrosjon; dette er preget av dannelse av sprekker, som kan forplante seg ikke bare interkrystallinsk, men også transkrystallinsk. Eksempler på slik ødeleggelse er kjelens alkaliske sprøhet, sesongsprengning av messing og sprekker i noen strukturelle legeringer med høy styrke.
• Korrosjonsutmattelseforårsaket av virkningen av et etsende miljø og vekslende eller pulserende mekaniske påkjenninger. Denne typen brudd er også preget av dannelsen av inter- og transkrystallinske sprekker. Ødeleggelsen av metaller fra korrosjonsutmattelse skjer under drift av forskjellige tekniske konstruksjoner (propellaksler, bilfjærer, tau, pumpestenger med dype brønner, avkjølte valser med valsverk osv.).
• Etsende kavitasjon, som vanligvis er et resultat av kraftig mekanisk virkning av et etsende miljø på metalloverflaten. En slik korroderende-mekanisk effekt kan føre til meget sterk lokal ødeleggelse av metallkonstruksjoner (for eksempel for propeller av sjøfartøyer). Mekanismen for ødeleggelse fra korrosjonskavitasjon er nær ødeleggelse fra overflatekorrosjonstretthet.
• Korrosjon erosjonforårsaket av den mekaniske slipvirkningen til et annet fast stoff i nærvær av et korroderende medium eller den direkte slipende effekten av det korroderende mediet. Noen ganger kalles dette fenomenet også korrosjonsslitasjeeller fretting korrosjon.

KORROSJONSBESKYTTELSESMETODER

Problemet med å beskytte metaller mot korrosjon oppsto nesten helt i begynnelsen av deres bruk. Folk prøvde å beskytte metaller mot været ved hjelp av fett, oljer og senere ved å belegge med andre metaller og fremfor alt lavtsmeltende tinn. I skriftene til den gamle greske historikeren Herodot (5. århundre f.Kr.) er det allerede nevnt bruk av tinn for å beskytte jern mot korrosjon.

Oppgaven til kjemikere har vært og gjenstår å belyse essensen av fenomenene korrosjon, utvikling av tiltak som forhindrer eller bremser forløpet. Korrosjon av metaller utføres i samsvar med naturlovene og kan derfor ikke elimineres fullstendig, men kan bare reduseres.

Forskjellige beskyttelsesmetoder brukes avhengig av korrosjonens natur og forholdene for forekomst. Valget av en eller annen metode bestemmes av effektiviteten i dette spesielle tilfellet, samt den økonomiske gjennomførbarheten.

Legering

Det er en måte å redusere korrosjon av metaller, som ikke kan tilskrives beskyttelse strengt. Denne metoden er produksjon av legeringer, som kalles legering... For tiden er det laget et stort antall rustfritt stål ved å tilsette nikkel, krom, kobolt, etc. til jern. Slike stål ruster egentlig ikke, men overflatekorrosjonen finner sted, om enn i lav hastighet. Det viste seg at korrosjonsmotstanden endres brått når man bruker legeringstilsetningsstoffer. Det er etablert en regel, kalt Tamman-regelen, ifølge hvilken man observerer en kraftig økning i korrosjonsmotstanden til jern ved innføring av et dopemiddel i mengden 1/8 av atomfraksjonen, det vil si at ett atom av dopemidlet faller på åtte jernatomer. Det antas at med et slikt forhold av atomer oppstår deres bestilte arrangement i krystallgitteret til en fast løsning, noe som gjør korrosjon vanskeligere.

Beskyttende filmer

En av de vanligste måtene å beskytte metaller mot korrosjon er å påføre overflaten beskyttende filmer: lakk, maling, emalje, andre metaller. Maling og lakk er mest tilgjengelig for et bredt spekter av mennesker. Lakk og maling har lav gass- og dampgjennomtrengelighet, vannavstøtende egenskaper, og forhindrer derfor tilgang til metalloverflaten av vann, oksygen og etsende komponenter i atmosfæren. Belegg av metalloverflaten med et malings- og lakklag utelukker ikke korrosjon, men fungerer kun som en hindring for den, noe som betyr at den bare hemmer korrosjonsprosessen. Derfor er kvaliteten på belegget av stor betydning - lagtykkelse, porøsitet, ensartethet, permeabilitet, evne til å svelle i vann, bindingsstyrke (vedheft). Kvaliteten på belegget avhenger av grundigheten av overflatebehandlingen og metoden for påføring av beskyttelseslaget. Søppel og rust må fjernes fra overflaten til metallet som skal belegges. Ellers vil de forstyrre god vedheft av belegget til metalloverflaten. Dårlig beleggkvalitet er ofte assosiert med økt porøsitet. Det forekommer ofte under dannelsen av et beskyttende lag som et resultat av fordampning av løsemiddel og fjerning av herdings- og nedbrytingsprodukter (under filmens aldring). Derfor anbefales det vanligvis å ikke påføre ett tykt lag, men flere tynne lag med belegg. I mange tilfeller fører til å øke tykkelsen på belegget til en svekkelse av vedheftet til det beskyttende laget til metallet. Luftlommer og bobler forårsaker stor skade. De dannes når kvaliteten på belegget er dårlig.

For å redusere fuktbarheten i vann, er malingbelegg noen ganger i sin tur beskyttet med voksforbindelser eller organiske silikonforbindelser. Lakk og maling er mest effektive for å beskytte mot atmosfærisk korrosjon. I de fleste tilfeller er de uegnet til å beskytte underjordiske strukturer og strukturer, siden det er vanskelig å forhindre mekanisk skade på beskyttende lag i kontakt med bakken. Erfaringen viser at levetiden til malingsbelegg under disse forholdene er kort. Det viste seg å være mye mer praktisk å bruke tykke lag belegg laget av kulltjære (bitumen).

I noen tilfeller fungerer malingspigmenter også som korrosjonshemmere (hemmere vil bli diskutert senere). Disse pigmentene inkluderer strontium-, bly- og sinkromater (SrCrO4, PbCrO4, ZnCrO4).

Grunning og fosfatering

Primere påføres ofte under malingslaget. Pigmentene som inngår i sammensetningen må også ha hemmende egenskaper. Passerer gjennom grunnlaget, løser vannet opp noe av pigmentet og blir mindre etsende. Blant pigmentene som anbefales for grunning, er blyrød bly Pb 3 O 4 anerkjent som den mest effektive.

I stedet for en primer blir det noen ganger utført fosfatering av metalloverflaten. For dette påføres løsninger av jern (III), mangan (II) eller sink (II) ortofosfater, inneholdende ortofosforsyre H3P04, på en ren overflate med en børste eller spray. På fabrikken utføres fosfatering ved 99-97 ° C i 30-90 minutter. Dannelsen av fosfatbelegget bidrar til at metallet løses opp i fosfateringsblandingen og oksidene blir igjen på overflaten.

Flere forskjellige preparater er utviklet for fosfatering av overflaten av stålprodukter. De fleste består av en blanding av mangan og jernfosfater. Det kanskje vanligste medikamentet er majef, en blanding av mangandihydrogenfosfater Mn (H 2 PO 4) 2, jern Fe (H 2 PO 4) 2 og fri fosforsyre. Navnet på stoffet består av de første bokstavene i komponentene i blandingen. I utseende er majef et fint, krystallinsk hvitt pulver med et forhold mellom mangan og jern fra 10: 1 til 15: 1. Den består av 46-52% P205; ikke mindre enn 14% Mn; 0,3-3% Fe. Ved fosfatering med majef plasseres et stålprodukt i løsningen, oppvarmet til omtrent hundre grader. I løsningen oppløses jern fra overflaten med frigjøring av hydrogen, og et tett, holdbart og lett vannløselig beskyttende lag av mangan og jernfosfater av grå-svart farge dannes på overflaten. Når tykkelsen på laget når en viss verdi, stopper ytterligere oppløsning av jern. Fosfatfilmen beskytter overflaten av produktet mot atmosfærisk nedbør, men er ikke veldig effektiv mot saltløsninger og til og med svake syreløsninger. Dermed kan fosfatfilmen kun tjene som en primer for sekvensiell påføring av organiske beskyttende og dekorative belegg - lakk, maling, harpiks. Fosfateringsprosessen tar 40-60 minutter. For å akselerere det blir 50-70 g / l sinknitrat introdusert i løsningen. I dette tilfellet reduseres tiden med 10-12 ganger.

Elektrokjemisk beskyttelse

Under produksjonsforhold brukes den elektrokjemiske metoden også - prosessering av produkter med vekselstrøm i en løsning av sinkfosfat ved en strømtetthet på 4 A / dm 2 og en spenning på 20 V og ved en temperatur på 60-70 0 C. Fosfatbelegg er et nettverk av metallfosfater som er tett festet til overflaten. Fosfatbelegg alene gir ikke pålitelig korrosjonsbeskyttelse. De brukes hovedsakelig som en base for maling, og gir god vedheft av maling til metall. I tillegg reduserer fosfatlaget korrosjonsskader fra riper eller andre feil.

Silikatbelegg

For å beskytte metaller mot korrosjon brukes emaljer av glass og porselen, hvis varmeutvidelseskoeffisient bør være nær den for metallene som blir belagt. Emaljering utføres ved å påføre en vandig suspensjon på overflaten av produkter eller ved tørrpulverisering. Først påføres et grunnlag på den rensede overflaten og fyres i en ovn. Deretter påføres et lag dekkemalje og avfyringen gjentas. De vanligste glasslegemene er gjennomsiktige eller slukket. Komponentene deres er Si02 (bulk), B203, Na20, PbO. I tillegg introduseres hjelpematerialer: oksidasjonsmidler av organiske urenheter, oksider som fremmer vedheft av emalje til emaljeoverflaten, lyddempere, fargestoffer. Emaljematerialet oppnås ved å smelte de originale komponentene, male dem til pulver og tilsette 6-10% leire. Emaljebelegg påføres hovedsakelig på stål, men også på støpejern, kobber, messing og aluminium.

Emaljer har høye beskyttende egenskaper, som skyldes deres ugjennomtrengelighet for vann og luft (gasser) selv etter langvarig kontakt. Deres viktige kvalitet er deres høye motstandsdyktighet mot høye temperaturer. De viktigste ulempene med emaljebelegg inkluderer følsomhet for mekanisk og termisk støt. Ved langvarig drift kan det oppstå et sprekkernettverk på overflaten av emaljebelegg, som gir fukt og lufttilgang til metallet, som et resultat av at korrosjon begynner.

Sementbelegg

Sementbelegg brukes til å beskytte vannrør av støpejern og stål mot korrosjon. Siden koeffisientene for termisk ekspansjon av Portland sement og stål er nærme, brukes den mye til disse formål. Ulempen med Portland sementbelegg er den samme som emaljebelegg - høy følsomhet for mekanisk støt.

Metallbelegg

En utbredt metode for å beskytte metaller mot korrosjon er å belegge dem med et lag med andre metaller. Beleggmetallene korroderer i seg selv med lav hastighet, siden de er dekket med en tett oksidfilm. Dekksjiktet påføres på forskjellige måter:

• varm plating - kortvarig nedsenking i et bad av smeltet metall;
• galvanisering - elektrodeponering fra vandige oppløsninger av elektrolytter;
• metallisering - sprøyting;
• diffusjonsbelegg - prosessering med pulver ved forhøyede temperaturer i en spesiell trommel;
• ved bruk av en gassfasereaksjon, for eksempel:

3CrCl 2 + 2Fe 1000 'C 2FeCl 3 + 3Cr (i smelten med jern).

Det er andre metoder for metallbelegg. For eksempel er en variasjon av diffusjonsmetoden nedsenking av artikler i en kalsiumkloridsmelte der de påførte metaller er oppløst.

Ved produksjon blir kjemisk påføring av metallbelegg på produkter mye brukt. Den kjemiske metalliseringsprosessen er katalytisk eller autokatalytisk, og overflaten av produktet er katalysatoren. Løsningen som brukes inneholder en forbindelse av det påførte metallet og et reduksjonsmiddel. Siden katalysatoren er overflaten av produktet, frigjøres metallet nøyaktig på den, og ikke i løsningsvolumet. For tiden er det utviklet metoder for kjemisk belegg av metallprodukter med nikkel, kobolt, jern, palladium, platina, kobber, gull, sølv, rodium, ruthenium og noen legeringer basert på disse metallene. Hypofosfitt og natriumborhydrid, formaldehyd, hydrazin brukes som reduksjonsmidler. Naturligvis kan kjemisk nikkelbelegg ikke påføres metall.

Metalliske belegg er delt inn i to grupper:

Korrosjonsbestandig;

Beskyttende.

For eksempel, for belegg av jernbaserte legeringer, inkluderer den første gruppen nikkel, sølv, kobber, bly, krom. De er mer elektropositive med hensyn til jern, det vil si i den elektrokjemiske serien av spenninger er metaller til høyre for jern. Den andre gruppen inkluderer sink, kadmium og aluminium. De er mer elektronegative å stryke.

I hverdagen møter en person oftest jernbelegg med sink og tinn. Sinkbelagt metall kalles galvanisert jern, og tinnbelagt metall kalles blikk. Den første går i store mengder til takene på husene, og den andre går til produksjon av bokser. For første gang ble en metode for lagring av mat i bokser foreslått av kokken N.F. Øvre i 1810. Begge jernene oppnås hovedsakelig ved å trekke et jernark gjennom en smelte av det tilsvarende metall.

Metallbelegg beskytter jernet mot korrosjon og opprettholder kontinuitet. Hvis dekklaget brytes, fortsetter korrosjonen av produktet enda mer intensivt enn uten belegg. Dette skyldes driften av den galvaniske jernmetallcellen. Sprekker og riper er fylt med fuktighet, noe som resulterer i dannelse av løsninger, ioniske prosesser som letter den elektrokjemiske prosessen (korrosjon).

Inhibitorer

Bruk av inhibitorer er en av de mest effektive måtene å bekjempe metallkorrosjon i forskjellige aggressive miljøer. Inhibitorer Er stoffer som i små mengder kan bremse løpet av kjemiske prosesser eller stoppe dem. Navnet hemmer kommer fra den latinske inhiberen, som betyr å beherske, å stoppe. Selv i henhold til data fra 1980 var antallet hemmere kjent for vitenskapen mer enn fem tusen. Inhibitorer gir betydelige besparelser for nasjonal økonomi.

Den hemmende effekten på metaller, spesielt stål, utøves av en rekke uorganiske og organiske stoffer, som ofte tilsettes etsende miljøer. Inhibitorer har en tendens til å lage en veldig tynn film på metalloverflaten som beskytter metallet mot korrosjon.

Inhibitorer ifølge H. Fischer kan grupperes som følger.

1) Skjerming, det vil si å dekke metalloverflaten med en tynn film. Filmen er dannet som et resultat av overflateadsorbsjon. Når det utsettes for fysiske hemmere, oppstår ikke kjemiske reaksjoner

2) Oksidanter (passivatorer) av kromattypen, som forårsaker dannelsen av et tett vedheftende beskyttende lag av oksider på metalloverflaten, som bremser anodiprosessen. Disse lagene er ikke veldig stabile og kan under visse forhold gjennomgå restaurering. Effektiviteten til passivatorer avhenger av tykkelsen på det dannede beskyttende laget og dets ledningsevne;

3) Katodisk - øker overspenningen til den katodiske prosessen. De hemmer korrosjon i ikke-oksiderende syreløsninger. Disse inhibitorene inkluderer salter eller oksider av arsen og vismut.

Effektiviteten til hemmere avhenger hovedsakelig av miljøforholdene. Derfor er det ingen universelle hemmere. Valget deres krever forskning og testing.

De mest brukte inhibitorene er: natriumnitritt tilsatt til for eksempel kjølt saltvann, natriumfosfater og silikater, natriumdikromat, forskjellige organiske aminer, benzylsulfoksid, stivelse, tannin, etc. Siden inhibitorer brukes over tid, må de tilsettes i et aggressivt miljø med jevne mellomrom. Mengden hemmer tilsatt aggressive medier er liten. For eksempel tilsettes natriumnitritt til vann i en mengde på 0,01-0,05%.

Inhibitorer velges avhengig av den sure eller alkaliske naturen til mediet. For eksempel kan natriumnitrit, som ofte brukes som en hemmer, hovedsakelig brukes i et alkalisk miljø og slutter å være effektivt selv i svakt sure omgivelser.

Påføring av korrosjonshindrende

beskyttende belegg

For å beskytte utstyr og bygningskonstruksjoner mot korrosjon i innenlandsk og utenlandsk korrosjonsteknologi, brukes et bredt spekter av forskjellige kjemisk motstandsdyktige materialer - ark- og filmpolymermaterialer, toplast, glassfiber, karbongrafitt, keramikk og andre ikke-metalliske kjemisk resistente materialer.

For tiden utvides bruken av polymere materialer på grunn av deres verdifulle fysisk-kjemiske egenskaper, lavere egenvekt osv.

Et nytt kjemisk motstandsdyktig materiale er av stor interesse for bruk i korrosjonshindrende teknologi - slagositall.

Betydelige reserver og lave råvarekostnader - metallurgisk slagg - bestemmer den økonomiske effektiviteten til produksjon og bruk av slaggglass.

Når det gjelder fysiske og mekaniske egenskaper og kjemisk motstand, er slagositall ikke dårligere enn de viktigste syrebestandige materialene (keramikk, steinstøping), som er mye brukt i korrosjonshindrende teknologi.

Blant de mange polymere materialene som brukes i utlandet innen korrosjonsbeskyttelse, er det et viktig sted å oppføre strukturell plast, så vel som glassfiberplast som er oppnådd på grunnlag av forskjellige syntetiske harpikser og glassfiberfyllstoffer.

For tiden produserer den kjemiske industrien et betydelig utvalg av materialer som er svært motstandsdyktige mot forskjellige aggressive medier. En spesiell plass blant disse materialene er okkupert av polyetylen... Den er inert i mange syrer, baser og løsningsmidler, varmebestandig opp til + 700 0 С og så videre.

Andre områder ved bruk av polyetylen som et kjemisk motstandsdyktig materiale er sprøyting av pulver og duplisering av polyetylen med glassduk. Den utbredte bruken av polyetylenbelegg forklares med det faktum at de, som et av de billigste, danner belegg med gode beskyttende egenskaper. Beleggene påføres enkelt på overflater på en rekke måter, inkludert pneumatisk og elektrostatisk sprøyting.

Også innen korrosjonsteknologi fortjener spesiell oppmerksomhet monolitiske gulv basert på syntetiske harpikser. Høy mekanisk styrke, kjemisk motstand, dekorativt utseende - alle disse positive egenskapene gjør monolitiske gulv ekstremt lovende.

Produkter fra maling og lakkindustrien finner anvendelse i ulike bransjer og konstruksjon som kjemisk resistente belegg. Malingsfilmbelegg , bestående av lag med grunning, emalje og lakk som påføres suksessivt på overflaten, brukes til korrosjonsbeskyttelse av bygninger og strukturer (takstoler, bjelker, bjelker, søyler, veggpaneler), samt ytre og indre overflater av kapasitivt teknologisk utstyr, rørledninger, gasskanaler, ventilasjonskanaler systemer som under drift ikke utsettes for de mekaniske effektene av faste partikler som utgjør mediet.

Nylig har det blitt lagt mye vekt på å skaffe og bruke kombinert belegg , siden bruk av tradisjonelle beskyttelsesmetoder i noen tilfeller er uøkonomisk. Som kombinasjonsbelegg brukes som regel sinkbelegg, etterfulgt av maling. I dette tilfellet fungerer sinkbelegget som en primer.

Lovende søknad gummi på grunnlag av butylgummi, som skiller seg fra gummi på andre baser ved økt kjemisk motstandsdyktighet mot syrer og baser, inkludert konsentrerte salpetersyre og svovelsyrer. Den høye kjemiske motstanden til gummi basert på butylgummi gjør dem mer brukt i beskyttelsen av kjemisk utstyr.

Disse metodene er mye brukt i industrien på grunn av deres mange fordeler - å redusere materialtap, øke tykkelsen på belegget som påføres i ett lag, redusere forbruket av løsemidler, forbedre forholdene for maling, etc.

KONKLUSJON

Metaller er en av grunnlagene for sivilisasjonen på planeten Jorden. Deres omfattende introduksjon i industriell konstruksjon og transport fant sted ved begynnelsen av XVIII-XIX. På denne tiden dukket den første støpejernsbroen opp, det første skipet ble sjøsatt, hvis skrog var laget av stål, og de første jernbanene ble opprettet. Begynnelsen på den praktiske bruken av jern av mennesker dateres tilbake til 800-tallet f.Kr. Det var i denne perioden menneskeheten gikk fra bronsealderen til jernalderen.

I det 21. århundre stiller høye hastigheter innen industriell utvikling, intensivering av produksjonsprosesser, en økning i de viktigste teknologiske parametrene (temperatur, trykk, konsentrasjon av reaktanter osv.) Høye krav til pålitelig drift av teknologisk utstyr og bygningskonstruksjoner. Et spesielt sted i tiltakskomplekset for å sikre uavbrutt drift av utstyr er gitt til pålitelig beskyttelse mot korrosjon og bruk av høyverdig kjemisk motstandsdyktige materialer i denne forbindelse.

Behovet for å iverksette tiltak for å beskytte mot korrosjon er diktert av at korrosjonstap er ekstremt skadelig. I henhold til tilgjengelige data, brukes omtrent 10% av den årlige metallproduksjonen til å dekke uopprettelige tap på grunn av korrosjon og påfølgende sprøyting. Hovedskaden fra metallkorrosjon er ikke bare forbundet med tap av store mengder metall, men også med skade eller svikt i selve metallkonstruksjonene, fordi på grunn av korrosjon mister de den nødvendige styrke, plastisitet, tetthet, termisk og elektrisk ledningsevne, reflektivitet og andre nødvendige egenskaper. Tapet som nasjonaløkonomien lider av korrosjon, bør også inkludere store kostnader for alle slags beskyttende korrosjonsforebyggende tiltak, skade fra forverring av produktkvaliteten, utstyrssvikt, arbeidsulykker og så videre.

Korrosjonsbeskyttelse er et av de viktigste problemene av stor betydning for nasjonal økonomi.

Korrosjon er en fysisk-kjemisk prosess, mens beskyttelse mot metallkorrosjon er et rent kjemisk problem.

LISTE OVER BRUKT LITTERATUR

En kort kjemisk leksikon redigert av I.A. Knuyants et al. - M.: Soviet encyclopedia, 1961-1967, Vol.2.

Sovjetisk leksikonordbok. - M.: Soviet Encyclopedia, 1983.

Andreev I.N. Korrosjon av metaller og deres beskyttelse. - Kazan: Tatar Book Publishing House, 1979.

Voitovich V.A., Mokeeva L.N. Biologisk korrosjon. - M.: Kunnskap, 1980, nr. 10.

Lukyanov P.M. En kort historie om den kjemiske industrien. - M.: Publishing house of the Academy of Sciences of the USSR, 1959.

Tedder J., Lacked A., Jubb A. Industriell organisk kjemi. - M.: Mir, 1977.

Uhlig G.G., Revi R.W. Korrosjon og kjemp mot den. - L.: Kjemi, 1989.

Nikiforov V.M. Metallteknologi og konstruksjonsmaterialer. - M.: Videregående skole, 1980.

Korrosjon - en spontan prosess og følgelig fortsette med en reduksjon i Gibbs-energien i systemet. Den kjemiske energien i reaksjonen av korrosjon ødelegger metaller frigjøres i form av varme og blir spredt i det omkringliggende rommet.

Korrosjon fører til store tap som et resultat av ødeleggelse av rørledninger, tanker, metalldeler til maskiner, skrog av skip, offshore strukturer, etc. Irreversible tap av metaller fra korrosjon utgjør 15% av deres årlige produksjon. Målet med bekjempelse av korrosjon er å bevare ressursene til metaller som er knappe i verden. Studiet av korrosjon og utvikling av metoder for å beskytte metaller mot det er av teoretisk interesse og er av stor nasjonal økonomisk betydning.

Rusting av jern i luft, dannelse av skala ved høye temperaturer og oppløsning av metaller i syrer er typiske eksempler på korrosjon. Som et resultat av korrosjon forverres mange egenskaper av metaller: styrke og plastisitet reduseres, friksjonen mellom bevegelige maskindeler øker, og dimensjonene til deler brytes. Skille mellom kjemisk og elektrokjemisk korrosjon.

Kjemisk, korrosjon - destruksjon av metaller ved oksidasjon i tørre gasser, i ikke-elektrolyttløsninger. For eksempel dannelse av skala på jern ved høye temperaturer. I dette tilfellet forhindrer oksydfilmene som dannes på metallet ofte ytterligere oksidasjon, og forhindrer ytterligere penetrering av både gasser og væsker til metalloverflaten.

Elektrokjemisk korrosjon kalles ødeleggelse av metaller under påvirkning av de resulterende galvaniske damper i nærvær av vann eller annen elektrolytt. I dette tilfellet, sammen med den kjemiske prosessen - frigjøring av elektroner av metaller, er det også en elektrisk prosess - overføring av elektroner fra ett område til et annet.

Denne typen korrosjon er delt inn i separate typer: atmosfærisk, jord, korrosjon under påvirkning av "vandrende" strøm osv.

Elektrokjemisk korrosjon er forårsaket av urenheter i metallet, eller overflatens heterogenitet. I disse tilfellene, når metallet kommer i kontakt med elektrolytten, som kan være fuktadsorbert i luft, vises mange mikrogalvaniske celler på overflaten. ... Anoder er metallpartikler, katoder urenheter og områder av metallet med et mer positivt elektrodepotensial. Anoden oppløses og hydrogen frigjøres ved katoden. Samtidig er prosessen med reduksjon av oksygen oppløst i elektrolytten mulig ved katoden. Følgelig vil karakteren av den katodiske prosessen avhenge av visse forhold:

surt miljø: 2H + + 2ē \u003d H2 (hydrogenavpolarisering),

О 2 + 4Н + + 4ē → 2Н 2 О

nøytralt miljø: O 2 + 2H 2 O + 4e - \u003d 4OH - (oksygendepolarisering).

Tenk på det som et eksempel atmosfærisk korrosjon strykejern i kontakt med tinn. Samspillet mellom metaller og en dråpe vann som inneholder oksygen fører til utseendet på en mikrogalvanisk celle, hvis skjema har formen

(-) Fe | Fe 2+ || O 2, H 2 O | Sn (+).

Det mer aktive metallet (Fe) oksyderes, og donerer elektroner til kobberatomer og går i oppløsning i form av ioner (Fe 2+). Oksygenavpolarisering skjer ved katoden.

Korrosjonsbeskyttelsesmetoder. Alle metoder for korrosjonsbeskyttelse kan grovt deles inn i to store grupper: ikke-elektrokjemisk(legering av metaller, beskyttende belegg, endring av egenskapene til et etsende miljø, rasjonell design av produkter) og elektrokjemisk (prosjektmetode, katodisk beskyttelse, anodisk beskyttelse).

Legering av metaller - Dette er en effektiv, om enn dyr, metode for å øke korrosjonsbestandigheten til metaller, der komponenter som forårsaker metallpassivering blir introdusert i legeringssammensetningen. Krom, nikkel, titan, wolfram, etc. brukes som slike komponenter.

Beskyttende belegg - dette er lag som er kunstig laget på overflaten av metallprodukter og strukturer. Valget av type belegg avhenger av forholdene metall brukes i.

Materialer til metall beskyttende belegg kan være rene metaller: sink, kadmium, aluminium, nikkel, kobber, tinn, krom, sølv og deres legeringer: bronse, messing, etc. I henhold til arten av oppførselen til metallbelegg under korrosjon, kan de deles inn i katode (for eksempel på stål Cu, Ni, Ag) og anode (sink på stål). Katodiske belegg kan bare beskytte metall mot korrosjon i fravær av porer og skade på belegget. I tilfelle av anodisk belegg fungerer metallet som skal beskyttes som en katode og korroderer derfor ikke. Men potensialene til metaller avhenger av sammensetningen av løsningene, og med en endring i sammensetningen av løsningen kan også beleggets natur endre seg. Så, belegget av stål med tinn i en løsning av H2SO4 er katodisk, og i en løsning av organiske syrer - anodisk.

Ikke-metallisk beskyttende belegg kan være både uorganisk og organisk. Den beskyttende effekten av slike belegg reduseres hovedsakelig til isolering av metallet fra omgivelsene.

Elektrokjemisk beskyttelsesmetode basert på inhibering av anodiske eller katodiske reaksjoner i korrosjonsprosessen. Elektrokjemisk beskyttelse utføres ved å koble et metall med en mer negativ elektrodepotensialverdi til den beskyttede strukturen (skipsskrog, underjordisk rørledning), som er i et elektrolyttmiljø (sjø, jordvann) - tråkk.

Ordet korrosjon kommer fra det latinske corrodere. Det betyr "å spise bort" i oversettelse. Metallkorrosjon er mest vanlig. Imidlertid er det tilfeller når produkter fra andre materialer også lider av korrosjon. Steiner, plast og til og med tre er underlagt det. I dag står flere og flere overfor et slikt problem som korrosjon av arkitektoniske monumenter laget av marmor og andre materialer. Fra dette kan det gjøres at under en prosess som korrosjon betegner ødeleggelse under påvirkning av miljøet

Årsaker til metallkorrosjon

De fleste metaller er korrodert. Denne prosessen er deres oksidasjon. Det fører til nedbrytning i oksider. Hos vanlige mennesker kalles korrosjon rust. Det er et finmalt lysebrunt pulver. På mange typer metaller vises en spesiell sammensetning under oksidasjonsprosessen i form av en oksidfilm festet til dem. Den har en tett struktur, på grunn av hvilken oksygen fra luften og vannet ikke kan trenge inn i de dype lagene av metaller for ytterligere ødeleggelse.

Aluminium tilhører kategorien svært aktive metaller. I kontakt med luft eller vann, fra et teoretisk synspunkt, bør det lett nedbrytes. Imidlertid, under korrosjon, dannes en spesiell film på den, som forsegler strukturen og gjør prosessen med rustdannelse nesten umulig.

Tabell 1. Metallkompatibilitet

Tabell 2. Kompatibilitet av stål med metaller

Typer metallkorrosjon

Kontinuerlig korrosjon

Kontinuerlig korrosjon er minst farlig for forskjellige metallgjenstander. Det er spesielt ikke farlig for de situasjonene når skader på enheter og utstyr ikke bryter med de tekniske standardene for videre bruk. Konsekvensene av denne typen korrosjon kan enkelt forutsies og justeres for dette utstyret.

Lokal korrosjon

Lokal form for korrosjon er en stor fare. I dette tilfellet er tap av metall ikke stort, men samtidig dannes det skade på metaller, noe som fører til svikt i produktet eller utstyret. Denne typen korrosjon forekommer i produkter som kommer i kontakt med sjøvann eller salter. Dette utseendet på rust bidrar til at overflaten på metallbunnen er delvis erodert og strukturen mister sin pålitelighet.

Et stort antall problemer dukker opp i områder der natriumklorid brukes. Dette stoffet brukes til å fjerne snø og is på veier i urbane områder. Denne typen salt gjør at de blir til en væske som, allerede fortynnet med salter, kommer inn i byens rørledninger. I dette tilfellet vil ikke beskyttelse av metaller mot korrosjon forstyrre. Alle underjordiske verktøy begynner å kollapse når vann og salter kommer inn. I Amerikas forente stater anslås det at det koster omtrent 2 milliarder dollar i året å reparere veikommunikasjon. Imidlertid er verktøyene ennå ikke klare til å gi opp denne typen salt for bearbeiding av veibunnen på grunn av lave kostnader.

Metoder for å beskytte metaller mot korrosjon

Siden de tidligste tider har folk prøvd å beskytte metaller mot korrosjon. konstant nedbør gjorde metallprodukter ubrukelige. Det er derfor folk smurte dem med forskjellige fettoljer. Så begynte de å bruke belegg av andre metaller til dette formålet, som ikke ruster.

Moderne kjemikere utarbeider nøye alle mulige metoder for å bekjempe korrosjon av metaller. De skaper spesielle løsninger. Metoder utvikles for å redusere risikoen for korrosjon på metaller. Et eksempel kan være et materiale som rustfritt stål. For produksjonen ble jern brukt, supplert med kobolt, nikkel, krom og andre elementer. Ved hjelp av elementene lagt til det var det mulig å lage et metall som et belegg av rust ikke dannes på over lengre tid.

For å beskytte forskjellige metaller mot korrosjon er det utviklet forskjellige stoffer som brukes aktivt i moderne industri. Lakk og maling brukes aktivt i dag. De er de lettest tilgjengelige rustbeskyttelsesmidlene for metallprodukter. De skaper en barriere mot vann eller luft som kommer inn i selve metallet. Dette lar deg midlertidig forsinke korrosjon. Når du påfører maling eller lakk, må du ta hensyn til lagtykkelsen og overflaten på materialet. For best resultat, bør korrosjonsbeskyttelse av metall gjøres i et jevnt og tett lag.

Kjemisk korrosjon av metaller

I hovedsak kan korrosjon være av to typer:

• kjemisk,
• elektrokjemisk.

Kjemisk korrosjon er dannelse av rust under visse forhold. I et industrielt miljø møter man ofte denne typen korrosjon. I mange moderne bedrifter blir metaller oppvarmet før de lager produkter fra dem, noe som fører til dannelsen av en slik prosess som akselerert kjemisk korrosjon av metall. Dette produserer slagg, som er produktet av reaksjonen på rust under oppvarming.

Forskere har bevist at moderne jern er mye mer utsatt for rustdannelse. Den inneholder en stor mengde svovel. Det vises i metall på grunn av at kull brukes under utvinning av jernmalm. Svovel fra den kommer i jern. Moderne mennesker er overrasket over at de gamle gjenstandene til dette metallet, som finnes på utgravninger av arkeologer, beholder sine ytre egenskaper. Dette skyldes det faktum at det i eldgamle tider ble brukt kull til ekstraksjon av jern, som praktisk talt ikke inneholder svovel, som kan komme inn i metallet.

Slike metaller korroderer

Det finnes forskjellige typer metaller. Oftest brukes jern til å lage gjenstander eller gjenstander. Det er fra det det blir laget tyve ganger flere produkter og gjenstander enn av andre metaller til sammen. Dette metallet begynte å bli brukt mest aktivt i industrien på slutten av det 18. og begynnelsen av det 19. århundre. Det var i denne perioden den første støpejernsbroen ble bygget. Det første sjøgående fartøyet dukket opp, for hvilket stål ble brukt.

Jernklumper er sjeldne i naturen. Mange tror at dette metallet ikke er jordbasert, det blir referert til som rom eller meteoritt. Det er han som er mest utsatt for korrosjon.

Det er også andre metaller som er utsatt for korrosjon. Blant dem er kobber, sølv, bronse.

Video " Korrosjon av metaller, metoder for beskyttelse mot det "

relaterte artikler

Moderne teknologier utvikler seg lynraskt, takket være at et stort utvalg av unike produkter med dekorativ effekt vises på markedene. Termokrom maling tilhører slike produkter.

Det er ingen hemmelighet at metall ikke er brennbart. Til tross for dette fører eksponering for høye temperaturer til en endring i hardhet, som et resultat av at metallet blir mykt, fleksibelt og som et resultat er i stand til å deformere. Alt dette er grunnen til at metallets bæreevne går tapt, noe som kan forårsake sammenbrudd av en hel bygning eller dens separate del under en brann. Utvilsomt er dette veldig farlig for menneskelivet. For å forhindre dette brukes forskjellige sammensetninger under konstruksjon, noe som kan gjøre metallkonstruksjonen mer motstandsdyktig mot høye temperaturer.

I dag er det umulig å forestille seg livet uten forskjellige typer rørledninger, de ligger i nesten alle bosetninger og gir kommunikasjon. Produksjonen av rør for legging under jorden utføres av metaller av forskjellige typer.

Inhibitoren er ikke et spesifikt stoff. Dette er navnet på å kysse en gruppe stoffer som er rettet mot å stoppe eller forsinke løpet av fysiske eller fysisk-kjemiske prosesser.