Способы защиты металлов от коррозии

Анализируя условия для протекания электрохимической коррозии (см. стр.5). становится понятным, что устранение даже одного из факторов замеляет коррозию. Чем меньше влажность воздуха, тем медленнее коррозия (тундра или тропики). В пресной воде коррозия медленнее, чем в морской воде (с электролитами). Часто используют различные покрытия: неметаллические (лаки, краски, полимерные покрытия, краски и т.д) и металлические. Металлические покрытия предпочтительны, т.к. вследствие ковкости металла не разрушаются при деформации, а также некоторые из них могут защищать изделие от коррозии при нарушении целостности покрытия.

Основные способы защиты от коррозии приведены ниже.

1. Нанесение защитных металлических покрытий

Катодные покрытия – это покрытие основного металла менее активным, защищающим его лишь при условии целостности покрытия (Е⁰ _{покр. Ме} > Е⁰_{осн. Ме})

Вспомним исходный пример:железо было покрыто медью

основной Ме - Fe

покрытие - Cu

Металлическое покрытие предназначено для защиты металла от электрохимической коррозии. В данном случае это покрытие называется катодным.

Другой пример катодного покрытия: железо покрыто никелем.

Кислая среда:

Fe H₂SO₄ Ni

Разб.

(А) Fe⁰  2ē  Fe ⁺²

на никелевом (К) 2H⁺ + 2ē  H₂

Fe + 2H⁺ = Fe ⁺² + H₂

Fe + H₂SO₄ = FeSO ₄ + H₂

Анодное покрытие – это покрытие основного металла более активным (Е_осн.. > Е_покр.), защищающий металл от коррозии даже при нарушении покрытия (Е⁰ _{покр. Ме} < Е⁰_{осн. Ме}).

Zn влажный воздух Fe

O₂ ; H₂O

E⁰_{Мe / Ме}  0,76 В  0,44 В

(А) Zn  2ē  Zn ⁺² 2

на железном (К) O₂ + 2H₂O + 4ē  4ОН^ 1

2Zn + O₂ + 2H₂O = 2Zn ⁺² + 4ОН^

2Zn(OH) ₂

Zn – анодное покрытие

2.Антикоррозионное легирование металла (введение в основу металлов, пассивирующих матрицу, чаще всего более активных Ме).

3. Защита путем изменения коррозионной среды.

а) удаление окислителя (кипячение, использование инертных газов и нейтрализующих кислых растворов;

б) понижение скорости анодных и катодных процессов – введение ингибиторов – замедлителей коррозии.

4Электрохимическая защита.

Она заключается в том, что на защищаемый металл подают электроны с целью предотвратить его окисление за счет отрицательно поляризации:

а) катодная защита – защищаемое изделие подключается к отрицательному полюсу источника постоянного тока

 ē  ē

⁺

защищаемый расходуемый металл

металл (окисляется)

б) протекторная защита – защищаемое изделие приводят в контакт с более активным металлом – протектором

ē  протектор

защищаемый

металл

4. Легирование – это введение в металл компонентов, вызывающих его пассивирование (легирующие элементы для защиты железа от коррозии – Cr , Ni , W , Al и др.). Стали, содержащие более 14% хрома, относятся к классу коррозионно-стойких (нержавеющих).`