Korrosionär förstörelse fasta ämnen orsakas av kemiska och elektrokemiska processer som utvecklas på kroppens yta under dess interaktion med den yttre miljön. Korrosion av metaller orsakar särskilda skador. Den vanligaste och mest välbekanta typen av korrosion för oss alla är rostning av järn. Termen "korrosion" gäller metaller, betong, vissa plaster och andra material. Korrosion är en fysisk kemisk interaktion metall med miljön, vilket leder till att metallen förstörs.
Det är svårt att ta hänsyn till högre indirekta förluster från stillestånd och minskad produktivitet hos utrustning som har genomgått korrosion, från störningar av det normala förloppet av tekniska processer, från olyckor orsakade av en minskning av hållfastheten hos metallkonstruktioner, etc. En korrekt bedömning av skadorna från korrosion av järn och stål är naturligtvis omöjligt. Baserat på vissa tillgängliga uppgifter om den genomsnittliga årliga utbytesvolymen av korrugerade plåttak, vajer, rör, stålbilar och andra järn- och stålföremål som är utsatta för korrosion, kan man dra slutsatsen att på grund av felaktigt skydd kan de årliga ersättningskostnaderna i genomsnitt uppgå till 2 procent av den totala volymen stål som används.
Om korrosion av metaller
Begreppen "korrosion" och "rost" ska inte förväxlas. Om korrosion är en process, är rost ett av dess resultat. Detta ord gäller endast järn, som är en del av stål och gjutjärn. I det följande kommer termen "korrosion" att betyda korrosion av metaller. Enligt den internationella standarden ISO 8044 förstås korrosion som en fysikalisk-kemisk eller kemisk interaktion mellan en metall (legering) och ett medium, vilket leder till en försämring av de funktionella egenskaperna hos metallen (legeringen), mediet eller den tekniska system som inkluderar dem. Rost är ett lager av delvis hydratiserade järnoxider som bildas på ytan av järn och några av dess legeringar som ett resultat av korrosion.
Förutom korrosion är metallstrukturer (i synnerhet byggnader) föremål för erosion - förstörelsen av materialets yta under påverkan av mekanisk spänning. Erosion framkallas av regn, vindar, sanddamm och andra naturliga faktorer.
Det perfekta korrosionsskyddet garanteras till 80 % genom korrekt förberedelse av ytan för målning och endast 20 % av kvaliteten på de färger som används och metoden för deras applicering (ISO).
Korrosionsprocess
Korrosion av metaller kallas deras spontana förstörelse på grund av kemisk eller elektrokemisk interaktion med miljön.
Miljön där metallen korroderar (korroderar) kallas en korrosiv eller aggressiv miljö. När det gäller metaller, på tal om deras korrosion, menar de den oönskade processen för interaktion mellan metallen och miljön.
Stadier av korrosionsprocessen:
- korrosivt medium tillförsel till metallytan;
- interaktion mellan mediet och metallen;
- helt eller delvis avlägsnande av produkter från metallytan.
Klassificering av korrosionsprocesser
Beroende på förstörelsens natur, följande typer korrosion:
Kemisk korrosion- detta är en process där oxidationen av metallen och reduktionen av den oxiderande komponenten i mediet fortgår i en takt.
Kemisk korrosion är möjlig i alla korrosiva miljöer, men oftast observeras det i fall där den korrosiva miljön inte är en elektrolyt (gaskorrosion, korrosion i icke-ledande organiska vätskor).
Elektrokemisk korrosion- detta är förstörelsen av metaller på grund av deras elektrokemiska interaktion med ett elektrolytiskt ledande medium, där joniseringen av metallatomer och reduktionen av den oxiderande komponenten i mediet inte sker i en akt och deras hastigheter beror på värdet av elektrodpotential hos metallen. Denna typ av korrosion är den vanligaste. Vid elektrokemisk korrosion åtföljs den kemiska omvandlingen av ett ämne av frisättning elektrisk energi i form av likström.
Biokemisk korrosion- i de fall då korrosionen av metall i havsvatten förstärks genom nedsmutsning av ytan av marina organismer.
elektrokorrosion- ökad korrosion under inverkan av anodpolarisering orsakad av ett externt elektriskt fält (till exempel under produktionen svetsarbete flytande, i närvaro av herrelösa strömmar i vattenområdet).
Efter typ av frätande miljö
Vissa korrosiva medier och förstörelsen som orsakas av dem är så karakteristiska att de korrosionsprocesser som förekommer i dem också klassificeras med namnet på dessa medier.
Som regel utsätts metallprodukter och strukturer för många typer av korrosion - i dessa fall talar de om verkan av den så kallade blandade korrosionen.
Gaskorrosion— Korrosion i ett gasmedium vid höga temperaturer.
atmosfärisk korrosion- metallkorrosion under atmosfäriska förhållanden vid en fuktighet som är tillräcklig för att bilda en elektrolytfilm på metallytan (särskilt i närvaro av aggressiva gaser eller aerosoler av syror, salter etc.). En egenskap hos atmosfärisk korrosion är det starka beroendet av dess hastighet och mekanism på tjockleken av fuktskiktet på metallytan eller graden av fukt hos de bildade korrosionsprodukterna.
Vätskekorrosion- korrosion i flytande media.
underjordisk korrosion— Korrosion av metall i jordar och jordar. karaktäristiskt drag underjordisk korrosion är en stor skillnad i hastigheten för syretillförsel till ytan av underjordiska strukturer i olika jordar (tiotusentals gånger).
Beroende på förstörelsens natur särskiljs korrosion
fast- Täcker hela metallytan
lokal- Täcker enskilda områden med korrosion
Enhetlig- Flödar med ungefär samma hastighet över hela ytan
Fläck (pitting)— I form av enskilda prickar med en diameter på upp till 2 mm
Ulcerös– I form av sår med en diameter på 2 till 50 mm
Fick syn på- I form av fläckar med en diameter på mer än 50 mm och ett djup på upp till 2 mm
under ytan- Orsakar metalldelaminering och svällning av lager
Underfilm- Läckor under en skyddande beläggning av metall
interkristallin— I form av förstörelse av korngränser
Selektiv (selektiv)— I form av upplösning av enskilda komponenter i legeringen
slitsad- Utvecklas i sprickor och smala luckor
Huvudmaterialet för att studera ämnet:
13 § s. 81.
Gabrielyan, O.S.
Kemi. Betyg 9: Bustard, 2013.
Ytterligare material om ämnet "Korrosion av metaller"
Korrosion, rost, rost är den spontana förstörelsen av metaller som ett resultat av kemisk eller fysikalisk-kemisk interaktion med miljön. I det allmänna fallet är detta förstörelsen av något material, oavsett om det är metall eller keramik, trä eller polymer. Orsaken till korrosion är den termodynamiska instabiliteten hos strukturella material till effekterna av ämnen i kontakt med dem. Ett exempel är syrekorrosion av järn i vatten:
Järnhydroxid Fe(OH) 3 är vad som kallas rost.
I vardagen, för järnlegeringar (stål), används termen "rost" oftare. Fall av korrosion av polymerer är mindre kända. I förhållande till dem finns begreppet "åldrande", liknande termen "korrosion" för metaller. Till exempel åldrande av gummi på grund av interaktion med atmosfäriskt syre eller förstörelse av vissa plaster under påverkan av atmosfärisk nederbörd, såväl som biologisk korrosion. Korrosionshastigheten, som alla kemiska reaktioner, är starkt beroende av temperaturen. En ökning av temperaturen med 100 grader kan öka korrosionshastigheten med flera storleksordningar.
Klassificering av typer av korrosion
Korrosionsprocesser kännetecknas av en bred spridning och en mängd olika förhållanden och miljöer där de uppstår. Därför finns det ännu ingen enskild och heltäckande klassificering av de förekommande fallen av korrosion.
Beroende på vilken typ av aggressiva medier i vilken destruktionsprocessen äger rum, kan korrosion vara av följande typer:
gaskorrosion;
atmosfärisk korrosion;
korrosion i icke-elektrolyter;
korrosion i elektrolyter;
underjordisk korrosion;
biokorrosion;
korrosion på grund av ströströmmar.
Beroende på förhållandena för korrosionsprocessen särskiljs följande typer:
kontaktkorrosion;
spaltkorrosion;
korrosion vid ofullständig nedsänkning;
korrosion vid full nedsänkning;
korrosion under variabel nedsänkning;
friktionskorrosion;
intergranulär korrosion;
spänningskorrosion.
Av förstörelsens natur:
enhetlig;
ojämn;
val;
ulcerös;
punkt;
genom;
intergranulär (separerar i deformerade ämnen och kniv i svetsfogar).
kontinuerlig korrosion som täcker hela ytan:
lokal (lokal) korrosion, som täcker enskilda områden:
Huvudklassificeringen görs enligt processens mekanism. Det finns två typer:
kemisk korrosion;
elektrokemisk korrosion.
Korrosion av icke-metalliska material
När driftsförhållandena blir svårare (ökning i temperatur, mekanisk påfrestning, aggressivitet i miljön, etc.) utsätts även icke-metalliska material för miljöns inverkan. I detta sammanhang började termen "korrosion" tillämpas på dessa material, till exempel "korrosion av betong och armerad betong", "korrosion av plast och gummi". Detta avser deras förstörelse och förlust av driftsegenskaper till följd av kemisk eller fysikalisk-kemisk interaktion med miljön. Men det bör beaktas att mekanismerna och kinetiken för processer för icke-metaller och metaller kommer att vara annorlunda.
Korrosion av metaller
Rost är den vanligaste formen av korrosion.
Korrosion av metall.
Korrosion av metaller är förstörelse av metaller på grund av deras kemiska eller elektrokemiska interaktion med en korrosiv miljö. För korrosionsprocessen bör termen "frätande process" användas och för resultatet av processen "frätande destruktion". Bildandet av galvaniska par används med fördel för att skapa batterier och ackumulatorer. Å andra sidan leder bildandet av ett sådant par till en ogynnsam process, vars offer är ett antal metaller - korrosion. Korrosion förstås som den elektrokemiska eller kemiska förstörelsen av ett metalliskt material som sker på ytan. Oftast, under korrosion, oxideras metallen med bildning av metalljoner, som vid ytterligare omvandlingar ger olika korrosionsprodukter. Korrosion kan orsakas av både kemiska och elektrokemiska processer. Följaktligen finns det kemisk och elektrokemisk korrosion av metaller.
Typer av korrosion
Det finns fyra huvudtyper av korrosion: elektrokemisk korrosion, väte, syre och kemisk korrosion.
Elektrokemisk korrosion
Förstörelsen av metall under påverkan av galvaniska celler som uppstår i en korrosiv miljö kallas elektrokemisk korrosion. Ej att förväxla med elektrokemisk korrosion är korrosion av ett homogent material, såsom rost av järn eller liknande, Elektrokemisk korrosion (den vanligaste formen av korrosion) kräver alltid närvaro av en elektrolyt (kondensat, regnvatten etc.) med vilka elektroderna är i kontakt - antingen olika element i materialstrukturen, eller två olika kontaktmaterial med olika redoxpotentialer. Om joner av salter, syror eller liknande löses i vatten ökar dess elektriska ledningsförmåga och processens hastighet ökar.
frätande element
När två metaller med olika redoxpotential kommer i kontakt och nedsänks i en elektrolytlösning, till exempel regnvatten med löst koldioxid CO 2 bildas en galvanisk cell, den så kallade korrosiva cellen. Det är inget annat än en sluten galvanisk cell. I den sker en långsam upplösning av ett metalliskt material med en lägre redoxpotential; den andra elektroden i ett par korroderar som regel inte. Denna typ av korrosion är särskilt karakteristisk för metaller med höga negativa potentialer. Således är en mycket liten mängd föroreningar på ytan av en metall med hög redoxpotential redan tillräcklig för uppkomsten av ett korrosivt element. Särskilt utsatta är platser där metaller med olika potential kommer i kontakt, såsom svetsar eller nitar.
Om upplösningselektroden är korrosionsbeständig saktar korrosionsprocessen ner. Detta är till exempel grunden för att skydda järnprodukter från korrosion genom galvanisering - zink har en mer negativ potential än järn, därför reduceras järn i ett sådant par och zink måste korrodera. På grund av bildandet av en oxidfilm på zinkytan bromsas dock korrosionsprocessen kraftigt.
Ett exempel på storskalig elektrokemisk korrosion är incidenten som inträffade i december 1967 med den norska malmbäraren Anatina (Eng. Anatina), på väg från Cypern till Osaka. En tyfon som hade flugit i Stilla havet ledde till att saltvatten kom in i lastrummen och bildandet av ett stort galvaniskt par: kopparkoncentrat med fartygets stålskrov som snart mjuknade och fartyget gav en nödsignal. Besättningen räddades av ett tyskt fartyg som kom till undsättning och Anatina själv kom knappt fram till hamnen.
Väte- och syrekorrosion
Om det finns en reduktion av H 3 O + joner eller H 2 O vattenmolekyler talar de om vätekorrosion eller korrosion med väte depolarisering. Återvinningen av joner sker enligt följande schema:
2H3O++2e-→2H2O+H2
2H2O + 2e-→ 2OH- + H2
Om väte inte frigörs, vilket ofta förekommer i en neutral eller starkt alkalisk miljö, sker syrereduktion och kallas syrekorrosion eller syredepolarisationskorrosion:
O2 + 2H2O + 4e - → 4OH -
Ett frätande element kan bildas inte bara när två olika metaller kommer i kontakt. Ett korrosivt element bildas också i fallet med en enda metall, om exempelvis ytstrukturen är inhomogen.
Kemisk korrosion
Handduksvärmare elektrokorrosion
Kemisk korrosion - växelverkan mellan metallytan och en korrosiv miljö, inte åtföljd av förekomsten av elektro kemiska processer vid fasgränsen. I detta fall fortskrider interaktionerna av metalloxidation och reduktion av den oxiderande komponenten i det korrosiva mediet i en takt. Till exempel bildandet av beläggning när järnbaserade material utsätts för syre vid hög temperatur:
Under elektrokemisk korrosion sker inte joniseringen av metallatomer och reduktionen av den oxiderande komponenten i det korrosiva mediet i en akt, och deras hastigheter beror på metallens elektrodpotential (till exempel rostning av stål i havsvatten).
Typer av korrosion
Gaskorrosion
atmosfärisk korrosion
Korrosion genom delvis nedsänkning
Korrosion vid vattenlinjen
Korrosion vid full nedsänkning
Korrosion under variabel nedsänkning
underjordisk korrosion
Biokorrosion
Korrosion av extern ström
Straxströmkorrosion
kontaktkorrosion
Friktionskorrosion
Frätande korrosion
kontinuerlig korrosion
jämn korrosion
Ojämn korrosion
lokal korrosion
Korrosion under ytan
Pitting
fläckkorrosion
genom korrosion
Skiktad korrosion
Filiform korrosion
Strukturell korrosion
Intergranulär korrosion
Selektiv korrosion
Gjutjärnsgrafitisering
Avzinkning
spaltkorrosion
Knivkorrosion
Korrosionssår
spänningskorrosionssprickor
spänningskorrosion
Korrosionsutmattning
Korrosionsutmattningsgräns
Korrosionssprödhet
Korrosionskontroll
Korrosion resulterar i miljarder dollar i förluster varje år, och att lösa detta problem är en viktig uppgift. Den största skadan som orsakas av korrosion är inte förlusten av metall som sådan, utan den enorma kostnaden för produkter som förstörs av korrosion. Det är därför de årliga förlusterna från det i industriländerna är så stora. Verkliga förluster från det kan inte fastställas genom att endast utvärdera direkta förluster, som inkluderar kostnaden för en kollapsad struktur, kostnaden för att ersätta utrustning och kostnaderna för åtgärder för att skydda mot korrosion. Ännu mer skada är indirekta förluster. Dessa är stilleståndstid för utrustning vid byte av korroderade delar och sammansättningar, läckage av produkter, avbrott i tekniska processer.
80 % perfekt korrosionsskydd garanterat ordentlig förberedelse ytor, och endast med 20 % av kvaliteten på de använda färgerna och fernissorna och metoden för deras applicering. Den mest produktiva och effektiva metoden för ytbehandling innan ytterligare skydd av underlaget är blästring.
Det finns vanligtvis tre områden för korrosionsskyddsmetoder:
Strukturell
Aktiva
Passiv
För att förhindra korrosion används rostfria stål, cortenstål och icke-järnmetaller som konstruktionsmaterial. När de designar en struktur försöker de isolera så mycket som möjligt från inträngning av en korrosiv miljö, med hjälp av lim, tätningsmedel, gummipackningar.
Aktiva metoder för att bekämpa korrosion syftar till att ändra strukturen hos det elektriska dubbelskiktet. Ett konstant elektriskt fält appliceras med hjälp av en konstant strömkälla, spänningen väljs för att öka elektrodpotentialen för den skyddade metallen. En annan metod är att använda en offeranod, ett mer aktivt material som bryts ner och skyddar föremålet som skyddas.
Som skydd mot korrosion kan applicering av en beläggning som förhindrar bildandet av ett korrosivt element (passiv metod) användas.
Syrekorrosion av galvaniserat järn
Syrekorrosion av tennpläterat järn
Färgbeläggning, polymerbeläggning och emaljering ska framför allt förhindra åtkomst av syre och fukt. Ofta appliceras även en beläggning, till exempel stål med andra metaller som zink, tenn, krom, nickel. Zinkbeläggningen skyddar stålet även när beläggningen är delvis förstörd. Zink har en mer negativ potential och korroderar först. Zn 2+ joner är giftiga. I tillverkningen burkar använd tenn belagd med ett lager tenn. Till skillnad från galvaniserad plåt, när tennskiktet förstörs, börjar järn att korrodera, dessutom intensivt, eftersom tenn har en mer positiv potential. En annan möjlighet att skydda metallen från korrosion är att använda en skyddselektrod med stor negativ potential, till exempel gjord av zink eller magnesium. För detta är ett korrosionselement speciellt skapat. Den skyddade metallen fungerar som en katod, och denna typ av skydd kallas katodiskt skydd. Den lösliga elektroden kallas respektive anoden för offerskyddet. Denna metod används för att skydda fartyg, broar, pannanläggningar, rör som ligger under jord från korrosion. För att skydda fartygets skrov fästs zinkplattor på skrovets utsida.
Om vi jämför potentialerna för zink och magnesium med järn har de fler negativa potentialer. Men ändå korroderar de långsammare på grund av bildandet av en skyddande oxidfilm på ytan, vilket skyddar metallen från ytterligare korrosion. Bildandet av en sådan film kallas metallpassivering. I aluminium förstärks den genom anodoxidation (anodisering). När en liten mängd krom tillsätts stål, bildas en oxidfilm på metallens yta. Krominnehåll i av rostfritt stål– mer än 12 procent.
Termisk sprutning
Termiska sprutningsmetoder används också för att bekämpa korrosion. Med hjälp av termisk sprutning skapas ett lager av en annan metall/legering på metallytan, som har högre motståndskraft mot korrosion (isolering) eller vice versa mindre motståndskraftig (slitbana). Detta lager låter dig stoppa korrosionen av den skyddade metallen. Kärnan i metoden är som följer: partiklar av en metallblandning, såsom zink, appliceras på produktens yta med en gasstråle vid hög hastighet, vilket resulterar i ett skyddande lager med en tjocklek av tiotals till hundratals mikron bildas. Termisk sprutning används också för att förlänga livslängden på utsliten utrustning: från restaurering av styrställ i en bilservice till oljebolag
Termisk diffusionszinkbeläggning
För drift av metallprodukter i aggressiva miljöer krävs ett stabilare korrosionsskydd av ytan på metallprodukter. Termisk diffusionszinkbeläggning är anodiskt i förhållande till järnmetaller och skyddar stålet elektrokemiskt från korrosion. Den har stark vidhäftning (vidhäftning) till basmetallen på grund av den ömsesidiga diffusionen av järn och zink i de intermetalliska ytfaserna, så det förekommer ingen avskalning och flisning av beläggningarna under stötar, mekanisk belastning och deformation av de bearbetade produkterna.
Diffusionsgalvanisering, utförd från en ång- eller gasfas vid höga temperaturer (375-850 °C), eller med användning av ett vakuum (vakuum) - vid en temperatur på 250 °C, används för att belägga fästelement, rör, kopplingar och annat strukturer. Ökar avsevärt motståndet hos stål, gjutjärnsprodukter i miljöer innehållande svavelväte (inklusive mot vätesulfidkorrosionssprickning), industriatmosfär, havsvatten etc. Tjockleken på diffusionsskiktet beror på temperatur, tid, galvaniseringsmetod och kan vara 0,01 -1, 5 mm. Den moderna processen med diffusionsgalvanisering gör det möjligt att bilda en beläggning på fästelementens gängade ytor utan att komplicera deras efterföljande sammansättning. Beläggningsskiktets mikrohårdhet Hμ = 4000 - 5000 MPa. Diffusionszinkbeläggning ökar också avsevärt värmebeständigheten hos stål- och gjutjärnsprodukter, vid temperaturer upp till 700 °C. Det är möjligt att erhålla legerade diffusionszinkbeläggningar som används för att förbättra deras serviceegenskaper.
Kadmiumplätering
Beläggningen av ståldelar med kadmium utförs med metoder som liknar galvanisering, men ger mer starkt skydd speciellt i havsvatten. Det används mycket mindre ofta på grund av den betydande toxiciteten av kadmium och dess höga kostnad.
Förkromning
Korrosion försämrar rörledningarnas prestanda.
De ekonomiska förlusterna från metallkorrosion är enorma. I USA uppgick enligt de senaste uppgifterna från NACE, korrosionsskador och kostnaderna för att bekämpa dem till 3,1 % av BNP (276 miljarder dollar). I Tyskland uppgick denna skada till 2,8 % av BNP. Enligt experter från olika länder varierar dessa förluster i industriländerna från 2 till 4 % av bruttonationalprodukten. Samtidigt sträcker sig metallförluster, inklusive massan av misslyckade metallkonstruktioner, produkter, utrustning, från 10 till 20% av den årliga stålproduktionen.
Silverbrons kollaps.
Rost är en av de vanligaste orsakerna till brofel. Eftersom rost har en mycket större volym än den ursprungliga massan av järn, kan dess uppbyggnad leda till ojämn passning av strukturella delar till varandra. Detta orsakade förstörelsen av bron över Mianusfloden 1983, när hissningslagren korroderade inuti. Tre förare dog i ett fall i floden. Undersökningar visade att vägens avrinning var blockerad och inte sanerad, och avlopp hade infiltrerat brons pelare. Den 15 december 1967 kollapsade Silver Bridge som förbinder Point Pleasant, West Virginia och Kanauga, Ohio, plötsligt i Ohiofloden. Vid tidpunkten för kollapsen rörde sig 37 bilar längs bron, och 31 av dem föll längs med bron. Fyrtiosex personer dog och nio skadades allvarligt. Förutom förluster av liv och skador förstördes den huvudsakliga transportvägen mellan West Virginia och Ohio. Kollapsen orsakades av korrosion.
Kinzoo-bron i Pennsylvania förstördes 2003 av en tornado främst på grund av att de centrala huvudbultarna korroderade, vilket kraftigt minskade dess stabilitet.
Läxa
Legeringar
Uppmärksamhet!!!
För att få ett betyg på "3" räcker det att endast slutföra den första delen av arbetet, för att få ett betyg på "4", är det nödvändigt att slutföra utan fel hela delen av arbetet för en "3" och även utan fel hela delen av arbetet för ett märke på "4". För att få poängen "5" måste du slutföra allt arbete utan fel !!!
Klass 3"
1. Vilken av metallerna som ett enkelt ämne är mer mottaglig för korrosion
1) 1s 2 2s 2 2p 6 3s
2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1
3) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2
4) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
2. Orsaka kemisk korrosion
1) vatten och syre
2) oxider av kol och svavel
3) saltlösningar
4) alla ovanstående faktorer.
3. När Ni och Fe kommer i kontakt i en sur lösning
1) järn kommer att lösas upp
2) järn kommer att återställas
3) Nickel kommer att lösas upp
4) syre kommer att frigöras
Betyg "4"
4. Korrosionsskyddsmetoder, där ämnen införs i arbetsmiljön som minskar miljöns aggressivitet, kallas
5. Korrosionsskyddsmetod där järnplåten är belagd med ett lager av tenn
6. Frätar mest aktivt
1) kemiskt rent järn
2) järn belagt med ett lager av tenn
3) tekniskt järn
4) järn-titan legering
Betyg "5"
7. Legeringselement som ger stål korrosionsbeständighet
8. Massan av koppar som frigörs på en platta placerad i en lösning av koppar(II)klorid om zink som väger 13 g kom in i reaktionen
8. Massan av koppar som frigjordes på en järnplatta placerad i en lösning av koppar(II)sulfat, om järn som vägde 11,2 g kom in i reaktionen.
Ph.D. V.B. Kosachev, A.P. Gulidov, NPK "Vector", Moskva
Artikeln ger information om korrosion av metaller, vilket kan vara användbart för ett brett spektrum av ingenjörer och tekniska arbetare som är förknippade med arten av deras verksamhet med genomförandet av praktiska åtgärder för att skydda utrustningen hos värmeförsörjningsorganisationer från korrosion.
Korrosion och dess sociala betydelse
Varje korrosionsprocess leder till förändringar i egenskaperna hos konstruktionsmaterial. Resultatet av processen är en "korrosionseffekt" som försämrar de funktionella egenskaperna hos utrustningens metall, miljö och tekniska system, betraktas som en "skadeeffekt" eller "korrosionsskada".
Uppenbarligen bestäms de ekonomiska förlusterna i samband med korrosion av metaller inte så mycket av kostnaden för den korroderade metallen, utan av kostnaden för reparationsarbete, förluster på grund av att tekniska system tillfälligt upphör att fungera, kostnaden för att förhindra olyckor , i vissa fall absolut oacceptabelt ur synvinkel miljösäkerhet. Uppskattningar av kostnaderna för korrosion (enligt utländska källor) leder till slutsatsen att den totala årliga kostnaden för att bekämpa konsekvenserna av korrosion är 1,5-2 % av bruttonationalprodukten. Vissa av dessa kostnader är oundvikliga; det skulle vara orealistiskt att helt eliminera alla korrosionsskador. Korrosionsförlusterna kan dock minskas avsevärt med bästa användning i praktiken av den samlade kunskap om korrosionsprocesser och metoder för skydd mot korrosion, som korrosionsskyddstjänsterna har för tillfället.
Korrosionsprocesser
Begreppet "korrosion av metaller" inkluderar stor grupp kemiska processer som leder till att metallen förstörs. Dessa processer skiljer sig kraftigt från varandra i yttre manifestationer, i de förhållanden och miljöer där de förekommer, såväl som i egenskaperna hos de reagerande metallerna och de resulterande reaktionsprodukterna. Det finns dock all anledning att kombinera dem, eftersom trots de skarpa skillnaderna har alla dessa processer inte bara ett gemensamt resultat - förstörelsen av metallen, utan också en enda kemisk essens - oxidationen av metallen.
Orsaken till korrosion är den termodynamiska instabiliteten hos metaller, som ett resultat av vilket de flesta av dem finns i naturen i ett oxiderat tillstånd (oxider, sulfider, silikater, aluminater, sulfater, etc.). Således kan korrosion definieras som en spontan process som uppstår när en metall interagerar med miljön, åtföljd av en minskning av Gibbs fria energi och förstörelse av metallen. Korrosion uppstår i gränssnittet mellan två faser "metall - miljö", det vill säga det är en heterogen flerstegsprocess och består av minst tre huvudsteg som upprepas många gånger:
1 tillförsel av reagerande ämnen (inklusive ett frätande medel) till gränsytan;
2 den faktiska reaktionen av interaktionen av metall med en korrosiv miljö, vars resultat är övergången av en viss mängd metall till en oxiderad form med bildning av korrosionsprodukter och ett korrosivt medel till en reducerad form;
3 avlägsnande av korrosionsprodukter från reaktionszonen.
Mekanismer för korrosionsprocesser
Enligt mekanismen för metalloxidationsprocessen särskiljs kemisk och elektrokemisk korrosion.
Kemisk korrosion . Denna typ av korrosion inkluderar sådana processer av metalloxidation och reduktion av ett korrosivt medel, där överföringen av metallelektroner sker direkt till atomerna eller jonerna av oxidationsmedlet (frätande medlet), som oftast är atmosfäriskt syre.
2Me + O2 --> 2MeO (1)
I praktiken av värmeförsörjning är den vanligaste och praktiskt taget viktiga typen av kemisk korrosion gaskorrosion - korrosion av metaller i torra gaser (luft, bränsleförbränningsprodukter) vid höga temperaturer. De viktigaste faktorerna som påverkar hastigheten för gaskorrosion är:
3 beskaffenhet av metall (legering);
4 sammansättningen av det gasformiga mediet;
5 mekaniska egenskaper bildade korrosionsprodukter (oxidfilmer);
6 temperatur.
Så för järn, huvudkomponenten i kolstål som används för tillverkning av skärmar i ugnsutrymmet och den konvektiva delen av varmvattenpannor, är beroendet av gaskorrosionshastigheten på temperaturen nära exponentiell, fig. 1. Temperaturen påverkar sammansättningen av oxidfilmer som bildas på stål och lagarna för deras tillväxt, Tabell. 1. Deras mekaniska och följaktligen skyddande egenskaper beror på sammansättningen av oxidfilmer, eftersom en tät kontinuerlig oxidfilm kan skydda metallen från ytterligare oxidation. Syrets partialtryck påverkar också hastigheten för gaskorrosion. När ett antal metaller oxideras vid en konstant och tillräckligt hög temperatur med en ökning av syrepartialtrycket (Po 2) ökar oxidationshastigheten först kraftigt och sedan, när en viss kritisk(P o 2) - minskar kraftigt och förblir ganska låg i ett brett spektrum av tryck, figur 2. Uppvärmningsläget har stor inverkan på oxidationshastigheten för metaller. Temperaturfluktuationer (variabel uppvärmning och kylning), även i små intervall, orsakar förstörelse av oxidfilmer på grund av förekomsten av stora inre spänningar, som ett resultat av vilka hastigheten för metalloxidation ökar kraftigt.
För att skydda mot gaskorrosion används värmebeständig legering av stål, skapas skyddande (reducerande) atmosfärer, termisk diffusion (baserad på aluminium, kisel och krom) och sprutas (baserad på oxider av aluminium, magnesium, zirkonium) skyddande beläggningar. Begagnade.
elektrokemisk korrosion. Denna typ av korrosion är den vanligaste och inkluderar de fall då processerna för metalloxidation och reduktion av den oxiderande komponenten fortgår separat i ett flytande elektrolytmedium, dvs. i ett medium som leder elektricitet. Sådana medier kan vara: naturligt vatten, vattenlösningar salter, syror, alkalier samt luft-, jord- och värmeisolerande strukturer som innehåller elektrolyt (fukt) i en viss mängd. Således är processen för elektrokemisk korrosion en kombination av två kopplade reaktioner som inträffar:
anodisk (oxidation) Me → Me z+ + ze - (2),
och katodisk (återhämtning) D + ze - → (Dze -) (3),
där D är en depolarisator (oxidationsmedel) som fäster metallelektroner till sig själv. Följande kan fungera som en depolarisator: syre löst i elektrolyten, vätejoner (H+) och vissa metaller. Allmänt schema elektrokemisk korrosionsprocess av metallen visas i figur 3, och ett särskilt fall av järnrostning beskrivs av reaktionen:
2Fe + 2H2O + O2 -> 2Fe2+ + 4 OH- (4).
Uppkomsten av galvaniska celler "katod - anod" på kolstål (huvud konstruktionsmaterial rörledningar) i kontakt med elektrolyter uppstår främst på grund av differentieringen av stålytan till områden med olika elektrodpotentialer (teorin om lokala korrosionselement). Skälen till differentiering kan vara olika:
7 metallstrukturens heterogenitet (i kolstål finns faser - ferrit och cementit, strukturella komponenter - perlit, cementit och ferrit, som har olika elektrodpotentialer);
8 förekomst av oxidfilmer, föroreningar, icke-metalliska inneslutningar, etc. på stålytan;
9 ojämn fördelning av oxidationsmedlet vid "metall-elektrolyt"-gränsytan, till exempel olika fuktighet och luftning i olika delar av metallytan;
10 ojämn temperaturfördelning;
11 olik metallkontakt.
Sammanfattande data för N.D. Tomashov om galvaniska korrosionsångor (tabell 2), vars bildning är möjlig på driftledningar värmenätverk i närvaro av fukt eller dess spår, tillåter oss att hävda att alla fall av rost av rörledningar och metallstrukturer i värmenätverk uppstår som ett resultat av elektrokemisk korrosion.
De viktigaste typerna av elektrokemisk korrosion
och arten av korrosionsskada på metallen
Beroende på villkoren för processen för elektrokemisk korrosion (typ av korrosivt medium), särskiljs atmosfärisk, jord, mikrobiologisk och flytande (syra, alkali, salt, marin och sötvatten) korrosion. Beroende på driftsförhållandena kan någon av ovanstående typer av korrosion uppstå när sådana driftsfaktorer som friktion, kavitation, spänningar i metallen och externa källor för lik- och växelström appliceras.
Tabell 3 presenterar möjliga typer elektrokemisk korrosion av rörledningar och kapacitiv utrustning hos värmeförsörjningsföretag, såväl som ogynnsamma driftsfaktorer som bidrar till en ökning av hastigheten för korrosionsprocesser. Figurerna 5-9 visar de mest typiska korrosionsskadorna på strukturella kolstål orsakade av olika typer elektrokemisk korrosion.
Metoder för skydd mot elektrokemisk korrosion
Skydd mot elektrokemisk korrosion är en uppsättning åtgärder som syftar till att förhindra och hämma korrosionsprocesser, upprätthålla och bibehålla funktionsduglighet hos utrustning och strukturer under den nödvändiga driftperioden.
Metoder för att skydda metallstrukturer från korrosion är baserade på riktade åtgärder, vilket leder till en fullständig eller partiell minskning av aktiviteten hos faktorer som bidrar till utvecklingen av korrosionsprocesser. Korrosionsskyddsmetoder kan villkorligt delas in i metoder för att påverka metallen och metoder för att påverka miljön, samt kombinerade metoder. Klassificeringen av metoder visas i figur 10.
Bland metoderna för påverkan på metall, i praktiken att skydda utrustning och rörledningar för värmeförsörjningsorganisationer mest utbredd fått skyddande och isolerande beläggningar av permanent verkan (polymer, glasemalj, metall zink och aluminium). Påverkan på en korrosiv miljö (vatten) används för att skydda kapacitiv utrustning och rörledningar från inre korrosion genom dess inhibering och avluftning.
Det är möjligt att avsevärt minska hastigheten för korrosionsprocesser i rörledningar genom att tillämpa elektrokemiskt skydd. Med denna typ av skydd skiftas rörledningens elektrokemiska potential till det erforderliga (skyddande) potentialområdet (polarisering av strukturen) genom att ansluta den till en extern strömkälla - stationen katodiskt skydd eller beskyddare.
Det bör noteras att skyddsalternativet för ett visst objekt bör väljas baserat på en analys av dess driftsförhållanden. Samtidigt har kraven på indikatorer som karaktäriserar erforderlig kvalitet objekt arbete, tekniska egenskaper tillämpning av den valda skyddsmetoden (metoderna) och den samtidigt uppnådda ekonomiska effekten.
Komplikationen av driftsförhållandena för utrustning och först och främst värmeledningar, utseendet på specifika luft- och vattenföroreningar kräver konstant förbättring av korrosionsskyddsmetoder. Baserat på analysen av allmän information om korrosionsskador på olika utrustningar hos värmeförsörjningsföretag, kan man dra slutsatsen att huvudriktningarna för att förbättra korrosionsskyddsmetoderna vid värmeförsörjning är: införandet av korrosionsskyddande och vattentätande beläggningar för de yttre ytorna på rörledningar med förbättrade konsumentegenskaper; applikation för varmvattenförsörjning av rör med glasemalj och polymera inre beläggningar; användningen av kombinerade skyddsalternativ med gemensam användning av elektrokemiska skyddsinstallationer och skyddande beläggningar.
bord 1
Tabell 3
| Nej. p \ p | Typ av elektrokemisk korrosion | Rörläggningsmetod (typ av utrustning) |
Ytterligare korrosionsfaktorer |
| 1. | atmosfärisk korrosion | Yttre ytor av rörledningar av mark och kanalläggning (på nivån av översvämning och nedslamning av kanalen, som inte når de isolerande strukturerna). Ytor av olika metallstrukturer och utrustning som inte kommer i kontakt med vatten och jord. | Inre spänningar i metallen i rörledningen och metallkonstruktioner, stötmekanisk påverkan av ett fall från taket. Karakteristiska korrosionsskador: jämn korrosion, på ställen med droppe är korrosion av fläckar möjlig. |
| 2. | Underjordiska korrosion |
Yttre ytor av rörledningar av kanallös läggning (vid kränkning av isoleringens integritet), kanalläggning (periodisk översvämning och silning av kanalen, åtföljd av fuktning av värmeisoleringen). | Inre spänningar i metallen, korrosion av extern lik- och växelström, fallstöt. Karakteristiska korrosionsskador: ojämn korrosion, korrosion av fläckar, när de utsätts för ströströmmar, genom skador på rörledningens vägg är möjlig. |
| 3. | undervattenskorrosion | Yttre ytor på rörledningar för kanalläggning. (Permanent översvämning av kanalen i frånvaro av värmeisolering på rörledningen). Invändiga ytor på rörledningar och kemisk vattenbehandlingsutrustning (avluftare, filter, etc.) |
Inre spänningar i metall, korrosion av extern lik- och växelström. Om rörledningen inte är helt nedsänkt är korrosion längs vattenlinjen möjlig. Karakteristiska korrosionsskador: ojämn korrosion, när den utsätts för ströströmmar, genom skador på rörledningens vägg, är ulcerösa lesioner i vattenlinjeområdet möjliga. På rörledningar för varmvattenförsörjning är processen med mikrobiologisk korrosion av järnbakterier möjlig. Karakteristiska korrosionsskador: gropkorrosion (för invändiga ytor på rörledningar), gropkorrosion, ojämn korrosion. |
KORROSION AV METALLER– fysikalisk-kemisk eller kemisk interaktion mellan en metall (legering) och ett medium som leder till en försämring av de funktionella egenskaperna hos metallen (legeringen), mediet eller det tekniska system som inbegriper dem.
Ordet korrosion kommer från latinets "corrodo" - "gnag" (sent latin "corrosio" betyder "korrosion").
Korrosion orsakas kemisk reaktion metall med ämnen från miljön som flyter vid gränsen mellan metallen och miljön. Oftast är detta oxidation av en metall, till exempel med atmosfäriskt syre eller syror som finns i lösningar som metallen kommer i kontakt med. Metaller som finns i spänningsserien (aktivitetsserien) till vänster är särskilt känsliga för detta. väte, Inklusive järn.
Som ett resultat av korrosion rostar järn. Denna process är mycket komplex och omfattar flera steg. Det kan beskrivas med den övergripande ekvationen:
4Fe + 6H 2 O (fukt) + 3O 2 (luft) = 4Fe(OH) 3
Järn(III)hydroxid är mycket instabil, förlorar snabbt vatten och förvandlas till järn(III)oxid. Denna förening skyddar inte järnytan från ytterligare oxidation. Som ett resultat kan järnföremålet förstöras helt.
Många metaller, inklusive ganska aktiva (till exempel aluminium), täcks under korrosion med en tät, välbunden oxidfilm med metaller, som inte tillåter oxidationsmedel att tränga in i djupare lager och därför skyddar metallen från korrosion. När denna film tas bort börjar metallen interagera med fukt och syre luft.
Under normala förhållanden är aluminium resistent mot luft och vatten, till och med kokande, men om kvicksilver appliceras på ytan av aluminium förstör det resulterande amalgamet oxidfilmen - trycker den från ytan och metallen förvandlas snabbt till vita flingor av aluminium metahydroxid:
4Al + 2H 2 O + 3O 2 \u003d 4AlO (OH)
Amalgamerat aluminium reagerar med vatten för att frigöra väte:
2Al + 4H2O \u003d 2AlO (OH) + 3H2
Vissa ganska små aktiva metaller är också utsatta för korrosion. I fuktig luft blir kopparytan täckt med en grönaktig beläggning (patina) som ett resultat av bildandet av en blandning av basiska salter.
Ibland, under korrosion av metaller, är det inte oxidation som sker, utan reduktionen av vissa element som finns i legeringar. Till exempel, vid höga tryck och temperaturer reduceras karbiderna i stål av väte.
Förstörelsen av metaller i närvaro av väte upptäcktes i mitten av artonhundratalet. Den franske ingenjören Saint Clair Deville studerade orsakerna till oväntade brott i vapenpipor. Med dem kemisk analys han hittade väte i metallen. Deville bestämde sig för att det var vätemättnad som orsakade det plötsliga fallet i hållfastheten hos stål.
Väte orsakade mycket problem för designers av utrustning för en av de viktigaste industriella kemiska processerna - ammoniaksyntes. De första enheterna för denna syntes tjänade bara tiotals timmar och spreds sedan i små delar. Endast tillsatsen av titan, vanadin eller molybden till stål bidrog till att lösa detta problem.
Korrosionen av metaller kan också innefatta deras upplösning i flytande smälta metaller (natrium, bly, vismut), som framför allt används som kylmedel i kärnreaktorer.
När det gäller stökiometri är reaktionerna som beskriver korrosion av metaller ganska enkla, men när det gäller mekanismen är de komplexa heterogena processer. Mekanismen för korrosion bestäms främst av typen av aggressiv miljö.
När ett metallmaterial kommer i kontakt med en reaktiv gas uppstår en film av reaktionsprodukter på dess yta. Det förhindrar ytterligare kontakt av metall och gas. Om motdiffusion av reaktanter sker genom denna film, fortsätter reaktionen. Processen underlättas vid höga temperaturer. Under korrosion tjocknar produktens film kontinuerligt och metallen förstörs. Stora förluster från gaskorrosion lider av metallurgi och andra industrier där höga temperaturer används.
Den vanligaste korrosionen i elektrolytmedia. I några tekniska processer metaller kommer i kontakt med elektrolytsmältan. Korrosion förekommer dock oftast i elektrolytlösningar. Metallen behöver inte vara helt nedsänkt i vätskan. Elektrolytlösningar kan vara i form av en tunn film på metallytan. De impregnerar ofta mediet som omger metallen (jord, betong, etc.).
Under byggandet av tunnelbanebron och Leninskiye Gory-stationen i Moskva, Ett stort antal natriumklorid för att förhindra frysning av betong som ännu inte stelnat. Stationen byggdes in Så snart som möjligt(på bara 15 månader) och öppnade den 12 januari 1959. Men förekomsten av natriumklorid i betongen gjorde att stålarmeringen misslyckades. 60 % av armerade betongkonstruktioner utsattes för korrosion, så stationen stängdes för återuppbyggnad , vara i nästan 10 år. Först den 14 januari 2002 återöppnades tunnelbanebron och stationen, som fick namnet "Sparrow Hills".
Användningen av salter (vanligen natrium- eller kalciumklorid) för att avlägsna snö och is från vägar och trottoarer leder också till en accelererad nedbrytning av metaller. Fordon och underjordiska kommunikationer är hårt påverkade. Det uppskattas att enbart i USA leder användningen av snö- och iskontrollsalter till förluster på cirka 2 miljarder USD per år på grund av motorkorrosion och 0,5 miljarder USD i ytterligare reparationer av vägar, underjordiska motorvägar och broar.
I elektrolytmedia orsakas korrosion inte bara av inverkan av syre, vatten eller syror på metaller, utan också av elektrokemiska processer. Redan i början av 1800-talet. elektrokemisk korrosion studerades av de engelska forskarna Humphrey Davy och Michael Faraday. Den första teorin om elektrokemisk korrosion lades fram 1830 av den schweiziska vetenskapsmannen De la Rive. Hon förklarade förekomsten av korrosion vid kontaktpunkten mellan två olika metaller.
Elektrokemisk korrosion leder till snabb förstörelse av mer aktiva metaller, som i olika mekanismer och anordningar kommer i kontakt med mindre aktiva metaller placerade till höger i den elektrokemiska serie av spänningar. Användningen av koppar- eller mässingsdelar i järn- eller aluminiumkonstruktioner som fungerar i havsvatten ökar korrosion avsevärt. Det finns kända fall av förstörelse och översvämning av fartyg, vars järnplätering var fäst med kopparnitar.
Separat är aluminium och titan motståndskraftiga mot stötar. havsvatten, men om de är i kontakt i en produkt, till exempel i en låda för undervattensfotografiutrustning, förstörs aluminium mycket snabbt och lådan läcker.
Elektrokemiska processer kan också förekomma i en homogen metall. De aktiveras om det finns skillnader i sammansättningen av metallkornen i volymen och vid gränsen, inhomogen mekanisk spänning, mikroföroreningar etc. Under utveckling allmän teori Många av våra landsmän deltog i den elektrokemiska korrosionen av metalliska material, inklusive Vladimir Aleksandrovich Kistyakovsky (1865–1952) och Alexander Naumovich Frumkin (1895–1976).
En av anledningarna till förekomsten av elektrokemisk korrosion är ströströmmar, som uppstår på grund av läckage av en del av strömmen från elektriska kretsar till jorden eller vattenlösningar, där de faller på metallstrukturer. På platser där strömmen lämnar dessa strukturer börjar upplösningen av metallen igen i jorden eller vattnet. Sådana zoner för förstörelse av metaller under inverkan av herrelösa strömmar observeras särskilt ofta i områden med elektrisk marktransport (spårvägslinjer, järnvägstransporter på elektrisk kraft). Dessa strömmar kan nå flera ampere, vilket leder till stora korrosionsskador. Till exempel kommer passagen av en ström på 1 A under ett år att orsaka upplösning av 9,1 kg järn, 10,7 kg zink, 33,4 kg bly.
Korrosion kan också uppstå under påverkan av strålning, såväl som avfallsprodukter från bakterier och andra organismer. Fenomenet biokorrosion är förknippat med utvecklingen av bakterier på ytan av metallstrukturer. Nedsmutsning av undervattensdelen av fartyg med små marina organismer påverkar också korrosionsprocesser.
När den utsätts för metall yttre miljön och mekaniska spänningar aktiveras alla korrosionsprocesser, eftersom metallens termiska stabilitet minskar, oxidfilmer på metallytan bryts, och elektrokemiska processer på platser där sprickor och inhomogeniteter uppstår.
Korrosion leder till enorma oåterkalleliga förluster av metaller, cirka 10 % av det producerade järnet förstörs helt varje år. Enligt institutet fysisk kemi RAS, var sjätte masugn i Ryssland fungerar förgäves - all smält metall förvandlas till rost. Förstörelse av metallkonstruktioner, jordbruk och transportfordon, industriell utrustning orsakar stillestånd, olyckor, försämring av produktkvalitet. Redovisning av eventuell korrosion leder till ökade metallkostnader vid tillverkning av apparater högt tryck, ångpannor, metallbehållare för giftiga och radioaktiva ämnen etc. Detta ökar de totala korrosionsförlusterna. Mycket pengar måste läggas på rostskydd. Förhållandet mellan direkta förluster, indirekta förluster och kostnader för korrosionsskydd uppskattas till (3–4):1:1. I industriländer når skador från korrosion 4 % av nationalinkomsten. I vårt land uppgår det till miljarder rubel om året.
Korrosionsproblemen förvärras ständigt på grund av den kontinuerliga tillväxten i produktionen av metaller och skärpningen av deras driftsförhållanden. Miljön där metallkonstruktioner används blir mer och mer aggressiv, bland annat på grund av dess föroreningar. Metallprodukter som används i ingenjörsarbete under förhållanden med allt högre temperaturer och tryck, kraftiga flöden av gaser och vätskor. Därför blir frågorna om skydd av metalliska material från korrosion allt mer relevanta. Det är omöjligt att helt förhindra korrosion av metaller, så det enda sättet att bekämpa det är att hitta sätt att sakta ner den.
Problemet med att skydda metaller från korrosion uppstod nästan i början av deras användning. Människor försökte skydda metaller från atmosfärisk effekt med hjälp av fett, oljor, och senare belagd med andra metaller och framför allt lågsmältande tenn (tenning). I den antika grekiske historikern Herodotos (5:e århundradet f.Kr.) och den antika romerske vetenskapsmannen Plinius den äldre (1:a århundradet f.Kr.) skrifter finns det redan hänvisningar till användningen av tenn för att skydda järn från att rosta. För närvarande genomförs kampen mot korrosion i flera riktningar samtidigt - de försöker förändra miljön där en metallprodukt verkar, för att påverka korrosionsbeständigheten hos själva materialet och för att förhindra kontakt mellan metallen och aggressiva ämnen av den yttre miljön.
Korrosion kan helt förhindras endast i en inert miljö, till exempel i en argonatmosfär, men det är omöjligt att skapa en sådan miljö i driften av strukturer och mekanismer i de allra flesta fall. I praktiken, för att minska miljöns frätande aktivitet, försöker de ta bort de mest reaktiva komponenterna från den, till exempel minskar de surheten i vattenlösningar och jordar som metaller kan komma i kontakt med. En av metoderna för att bekämpa korrosion av järn och dess legeringar, koppar, mässing, zink och bly är avlägsnandet av syre och koldioxid från vattenlösningar. Inom kraftindustrin och vissa teknikgrenar befrias vattnet även från klorider som stimulerar lokal korrosion. För att minska jordens surhet utförs kalkning.
Atmosfärens aggressivitet är starkt beroende av luftfuktigheten. För vilken metall som helst finns det en viss kritisk relativ fuktighet, under vilken den inte genomgår atmosfärisk korrosion. För järn, koppar, nickel, zink är det 50–70 %. Ibland, för att bevara produkter av historiskt värde, hålls deras temperatur på konstgjord väg över daggpunkten. I slutna utrymmen (t.ex. packboxar) reduceras luftfuktigheten med silikagel eller andra adsorbenter. Den industriella atmosfärens aggressivitet bestäms huvudsakligen av produkterna från bränsleförbränning ( centimeter. MILJÖFÖRORENING). Korrosionsförlusterna minskas genom att förhindra surt regn och eliminera skadliga gasutsläpp.
Förstörelsen av metaller i vattenhaltiga medier kan bromsas med hjälp av korrosionsinhibitorer, som tillsätts i små mängder (vanligtvis mindre än 1%) till vattenlösningar. De bidrar till passiveringen av metallytan, det vill säga bildandet av en tunn och tät film av oxider eller andra dåligt lösliga föreningar, vilket förhindrar förstörelsen av basämnet. För detta ändamål används vissa natriumsalter (karbonat, silikat, borat) och andra föreningar. Om rakblad är nedsänkta i en kaliumkromatlösning håller de mycket längre. Ofta används organiska inhibitorer som är mer effektiva än oorganiska.
Ett sätt att skydda mot korrosion bygger på utveckling av nya material med högre korrosionsbeständighet. Ersättningar för korrosiva metaller eftersträvas ständigt. Plast, keramik, glas, gummi, asbest och betong är mer motståndskraftiga mot miljöpåverkan, men de är i många andra egenskaper sämre än metaller, som fortfarande fungerar som de viktigaste strukturella materialen.
Ädelmetaller är praktiskt taget resistenta mot korrosion, men de är för dyra för utbredd användning, så de används endast i de mest kritiska delarna, till exempel för tillverkning av icke-korrosiva elektriska kontakter. Nickel, aluminium, koppar, titan och legeringar baserade på dem har hög korrosionsbeständighet. Deras produktion växer ganska snabbt, men även nu förblir den mest tillgängliga och mest använda metallen snabbt rostande järn. Att ge korrosionsbeständighet legeringar baserade på järn använder ofta legering. Så får man fram rostfritt stål som förutom järn innehåller krom och nickel. Vår tids vanligaste rostfria stål, grad 18–8 (18 % krom och 8 % nickel), dök upp 1923. Det är ganska tåligt mot fukt och syre. De första ton rostfritt stål i vårt land smältes 1924 i Zlatoust. Nu har många kvaliteter av sådana stål utvecklats, som förutom krom och nickel innehåller mangan, molybden, volfram och andra. kemiska grundämnen. Ytlegering av billiga järnlegeringar med zink, aluminium och krom används ofta.
För att motstå atmosfärisk korrosion appliceras tunna beläggningar på stålprodukter från andra metaller som är mer motståndskraftiga mot fukt och atmosfäriskt syre. Krom- och nickelbeläggningar används ofta. Eftersom kromplätering ofta innehåller sprickor, appliceras de vanligtvis över mindre dekorativa nickelpläteringar. För att skydda plåtburkar från korrosion i organiska syror ingår i mat produkter, förbrukat betydande mängd tenn. Under en lång tid att täcka Köksredskap använt kadmium, men nu är det känt att denna metall är hälsofarlig och kadmiumbeläggningar används endast inom teknik.
För att bromsa korrosion appliceras lacker och färger, mineraloljor och fett på metallytan. Underjordiska strukturer är täckta med ett tjockt lager av bitumen eller polyeten. Invändiga ytor stålrör och tankar är skyddade med billiga cementbeläggningar.
För att göra lacken mer tillförlitlig rengörs metallytan noggrant från smuts och korrosionsprodukter och utsätts för specialbehandling. För stålprodukter används så kallade rostkonverterare, innehållande fosforsyra (H 3 PO 4) och dess salter. De löser upp resterna av oxider och bildar en tät och hållbar film av fosfater, som kan skydda produktens yta under en tid. Sedan beläggs metallen med ett primerskikt, som ska passa bra på ytan och ha skyddande egenskaper (vanligtvis används rött bly eller zinkkromat). Först då kan lack eller färg appliceras.
Ett av de mest effektiva metoder korrosionskontroll är elektrokemiskt skydd. För skydd av borrplattformar, svetsade metallbaser, underjordiska rörledningar de är anslutna som en katod till en extern strömkälla. Inerta hjälpelektroder används som anod.
En annan variant av sådant skydd används för relativt små stålkonstruktioner eller dessutom täckt med isolering. metallföremål(till exempel rörledningar). I det här fallet används ett skydd - en anod gjord av en relativt aktiv metall (vanligtvis magnesium, zink, aluminium och deras legeringar), som gradvis förstörs och skyddar huvudobjektet. En magnesiumanod skyddar upp till 8 km av rörledningen. Slitbanans skydd är utbrett; till exempel i USA spenderas cirka 11,5 tusen ton aluminium årligen på produktion av skydd.
Skyddet av en metall av en annan, mer aktiv metall, placerad till vänster i spänningsraden, är effektivt utan att pålägga en potentialskillnad. En mer aktiv metall (till exempel zink på ytan av järn) skyddar en mindre aktiv metall från förstörelse.
Till elektrokemiska metoder Korrosionskontroll kan också hänföras till skydd mot förstörelse av strukturer genom ströströmmar. Ett sätt att eliminera sådan korrosion är att ansluta med en metallledare den sektion av strukturen från vilken ströströmmen flyter, med skenan längs vilken spårvagnen eller det elektriska tåget rör sig.
Elena Savinkina
