“ехн≥чн≥ науки > ороз≥¤ метал≥в ≥ способи захисту в≥д короз≥њ
ороз≥¤ метал≥в ≥ способи захисту в≥д короз≥њ—тор≥нка: 1/2
ороз≥¤ метал≥в ѕ≥д час експлуатац≥њ вироб≥в з метал≥в та њх сплав≥в дово≠дитьс¤ стикатис¤ з ¤вищем руйнуванн¤ њх п≥д д≥Їю навколишнього середовища. –уйнуванн¤ метал≥в ≥ сплав≥в внасл≥док взаЇмод≥њ њх з навколишн≥м середовищем називаЇтьс¤ короз≥Їю. ороз≥¤ метал≥в завдаЇ великоњ економ≥чноњ шкоди, ¬насл≥док короз≥њ виход¤ть з ладу обладнанн¤, машини, : механ≥зми, руйнуютьс¤ металев≥ конструкц≥њ. ќсобливо сильно п≥ддаЇтьс¤ короз≥њ обладнанн¤, що контактуЇ з агресивним середовищем, наприклад розчинами кислот, солей. ороз≥йне руйнуванн¤ може охоплювати всю поверхню ме≠талу Ч суц≥льна (загальна) " короз≥¤ або окрем≥ д≥л¤нки Ч м≥сцева (локальна) короз≥¤. «алежно в≥д механ≥зму процесу розр≥зн¤ють х≥м≥чну й електрох≥м≥чну короз≥ю. ’≥м≥чна короз≥¤ Ч це руйнуванн¤ металу внасл≥док окисненн¤ його окисниками, що м≥ст¤тьс¤ в короз≥йному середовищ≥. ’≥м≥чна короз≥¤ в≥дбуваЇтьс¤ без виникненн¤ електрич≠ного струму в систем≥. “акий вид короз≥њ виникаЇ п≥д час кон≠такту метал≥в з неелектрол≥тами або в газовому середовищ≥ за високих температур (газова короз≥¤). √азова короз≥¤ трапл¤Їтьс¤ досить часто. « нею ми стикаЇмос¤ при короз≥њ метал≥в у печах, вихлопних трубах тощо. Ќайбезпечн≥шими дл¤ металЂї компонентами газового середовища Ї кисень ќ2, пара води H2O, оксид карбону(≤V) —ќ≠2, оксид сульфуру(≤V) S02. ороз≥йне руйнуванн¤ зал≥за ≥ його сплав≥в на пов≥тр≥ зумовлено окисненн¤м його киснем: 4Fe+3O2 = 2Fe2O3 « п≥двищенн¤м температури швидк≥сть газовоњ короз≥њ зрос≠таЇ. Ќайб≥льшоњ шкоди завдаЇ електрох≥м≥чна короз≥¤. ≈лектрох≥м≥чною короз≥Їю називаЇтьс¤ руйнуванн¤ ме≠талу п≥д час контакту з електрол≥тами з виникненн¤м у систем≥ електричного струму. ” цьому випадку пор¤д з х≥м≥чними процесами (в≥дщеплен≠н¤ електрон≥в) в≥дбуваютьс¤ й електричн≥ (перенесенн¤ елект≠рон≥в в≥д одн≥Їњ д≥л¤нки до ≥ншоњ). ѕри цьому в результат≥ взаЇмод≥њ металу з молекулами води з короз≥йного середови≠ща на ньому в≥дбуваютьс¤ два процеси: окисненн¤ металу Me (анодний процес): Me Ц 2еЦ = ће2+ ≥ в≥дновленн¤ окисник≥в Ч компонент≥в середовища (катодний процес). як правило, окисниками виступають ≥они г≥дрогену Ќ+ (короз≥¤ з водневою депол¤ризац≥Їю) або розчинений у вод≥ кисень ќ2 (короз≥¤ з кисневою депол¤ризац≥Їю). ” пер≠шому випадку п≥д час катодного процесу вид≥л¤Їтьс¤ водень: 
а у другому Ч утворюютьс¤ г≥дроксид-≥они: 
ƒ≥л¤нки поверхн≥ металу, на ¤ких в≥дбуваютьс¤ процеси окисненн¤ ≥ в≥дновленн¤, називають в≥дпов≥дно анодними й катодними, –озгл¤немо ¤к приклад електрох≥м≥чноњ короз≥њ реакц≥њ п≥д час електрох≥м≥чноњ короз≥њ зал≥за. якщо короз≥¤ в≥дбуваЇтьс¤ в розчин≥ кислоти, то йдуть так≥ реакц≥њ: 
ороз≥¤ зал≥за в нейтральному або лужному середовищ≥ характеризуЇтьс¤ такими реакц≥¤ми: 
√≥дроксид феруму(≤≤), що утворивс¤, легко окиснюЇтьс¤ киснем пов≥тр¤: 
ѕродукт короз≥њ зал≥за Ч бура ≥ржа Ч це сум≥ш г≥дро≠ксид≥в феруму(≤≤) ≥ феруму(≤≤≤), продукт≥в њх розкладу ≥ взаЇмод≥њ з вуглекислим газом та ≥ншими речовинами з навко≠лишнього середовища. ≈лектрох≥м≥чна короз≥¤ може бути посилена, ¤кщо метал м≥стить дом≥шки ≥нших речовин або неметал≥чн≥ включенн¤. Ќаприклад, зал≥зо забруднене дом≥шками м≥д≥. ѕри цьому ви≠никають гальван≥чн≥ м≥кроелементи (пари), схему д≥њ ¤ких наведено на рис. 1.
ћетал з б≥льш негативним потенц≥алом руйнуЇтьс¤ Ч його ≥они переход¤ть у розчин, а електрони переход¤ть до менш активного металу, на ¤кому в≥дбуваЇтьс¤ в≥дновленн¤ ≥он≥в г≥дрогену (воднева депол¤ризац≥¤) або в≥дновленн¤ роз≠чиненого у вод≥ кисню (киснева депол¤ризац≥¤). –ис. 1 —хема д≥њ гальван≥чноњ пари ќтже, при електрох≥м≥чн≥й короз≥њ (¤к у випадку контакту р≥знор≥дних метал≥в, так ≥ в раз≥ утворенн¤ м≥крогальван≥чних елемент≥в на поверхн≥ одного металу) пот≥к електрон≥в направлений в≥д б≥льш активного металу до менш активного (пров≥дника), ≥ б≥льш активний метал ко≠родуЇ. Ўвидк≥сть короз≥њ тим б≥льша, чим дал≥ розташован≥ один в≥д одного в р¤ду стандартних електродних потенц≥ал≥в т≥, метали, з ¤ких утворивс¤ гальван≥чний елемент(гальван≥чна пара). Ќа швидк≥сть короз≥њ впливаЇ ≥ характер розчину електрол≥ту. „им вища його кислотн≥сть (тобто менший pH), а також чим б≥льший вм≥ст в ньому окисник≥в, тим швидше в≥дбуваЇтьс¤ короз≥¤. «начно зростаЇ короз≥¤ при п≥двищенн≥ температури. ƒе¤к≥ метали при контакт≥ з киснем пов≥тр¤ в агресивному середовищ≥ переход¤ть у пасивний стан, при ¤кому р≥зко упов≥льнюЇтьс¤ короз≥¤. Ќаприклад, концентрована н≥тратна кислота легко робить пасивним зал≥зо, ≥ воно практично не реагуЇ з концентрованою н≥тратною кислотою. ” таких випад≠ках на поверхн≥ металу утворюЇтьс¤ щ≥льна захисна оксидна пл≥вка, ¤ка перешкоджаЇ контакту металу ≥з середовищем. «ахисна пл≥вка завжди Ї на поверхн≥ алюм≥н≥ю. ѕод≥бн≥ пл≥вки в сухому пов≥тр≥ утворюютьс¤ також на Be, Cr, Zn, Ta, Ni, —и та ≥нших металах . исень Ї найпоширен≥шим пасиватором. ѕасивуванн¤м по¤снюЇтьс¤ короз≥йна ст≥йк≥сть нержав≥ючих сталей та сплав≥в.
«ахист в≥д короз≥њ ороз≥¤ метал≥в в≥дбуваЇтьс¤ безперервно ≥ завдаЇ ве≠личезних збитк≥в. ѕ≥драховано, що пр¤м≥ втрати зал≥за в≥д короз≥њ становл¤ть близько 10 % його щор≥чноњ виплавки. ¬насл≥док короз≥њ металев≥ вироби втрачають своњ ц≥нн≥ техн≥чн≥ властивост≥. “ому важливе значенн¤ мають методи за≠хисту метал≥в та сплав≥в в≥д короз≥њ. ¬они досить р≥зноман≥тн≥. Ќазвемо де¤к≥ з них. «ахисн≥ поверхнев≥ покритт¤ метал≥в. ¬они бувають метал≥чними (покритт¤ цинком, оловом, свинцем, н≥келем, хро≠мом та ≥ншими металами) ≥ неметал≥чними (покритт¤ лаком, фарбою, емаллю та ≥ншими речовинами). ÷≥ покритт¤ ≥золю≠ють метал в≥д зовн≥шнього середовища. “ак, покр≥вельне зал≥зо покривають цинком; з оцинкованого зал≥за виготовл¤≠ють численн≥ вироби побутового та промислового призначен≠н¤. Ўар цинку запоб≥гаЇ короз≥њ зал≥за, бо цинк, хоча й б≥льш активний метал, н≥ж зал≥зо (див. р¤д стандартних електродних потенц≥ал≥в метал≥в, вкритий оксидною пл≥вкою. ¬ раз≥ пошкодженн¤ захисного шару (подр¤пини, пробоњ дах≥в тощо) за на¤вност≥ вологи виникаЇ гальван≥чна пара Zn | –е. атодом (позитивним полюсом) Ї зал≥зо, анодом (негативним полюсом) Ч цинк (рис. 12.6). ≈лектрони переход¤ть в≥д цинку до зал≥за, де зв'¤зуютьс¤ молекулами кисню (киснева депол¤≠ризац≥¤), цинк розчин¤Їтьс¤, а зал≥зо залишаЇтьс¤ захищеним доти, доки не зруйнуЇтьс¤ весь шар цинку, що потребуЇ до≠сить багато часу. ѕокритт¤ зал≥зних вироб≥в н≥келем, хромом, кр≥м захисту в≥д короз≥њ, надаЇ њм красивого зовн≥ш≠нього вигл¤ду.
—творенн¤ сплав≥в з антикороз≥йними власти≠вост¤ми.
¬веденн¤м до складу стал≥ близько 12 % хрому добувають не≠ржав≥ючу сталь, ст≥йку проти короз≥њ. ƒобавки н≥келю, кобальту ≥ м≥д≥ по≠силюють антикороз≥йн≥ вла≠стивост≥ стал≥, –ис. 2 ороз≥йне руйнуванн¤ цинку в загальному пар≥ Zn | Fe оск≥льки п≥д≠вищуЇтьс¤ схильн≥сть сплав≥в до пасивац≥њ. —творенн¤ сплав≥в з антикороз≥йними власти≠вост¤ми Ч один з найважлив≥ших напр¤мк≥в боротьби проти короз≥йних втрат.
ѕротекторний захист ≥ електрозахист. ѕротекторний за≠хист застосовують у тому раз≥, коли захищаЇтьс¤ конструкц≥¤ (п≥дземний трубопров≥д, корпус судна), ¤ка перебуваЇ в середовищ≥ електрол≥ту (морська вода, п≥дземн≥ ірунтов≥ води та ≥н.). —уть такого захисту пол¤≠гаЇ в тому, що конструкц≥ю сполучають з протектором Ч б≥льш активним металом, н≥ж метал конструкц≥њ, ¤ку захища≠ють. як протектор дл¤ захисту стальних вироб≥в звичайно використовують магн≥й, алю≠м≥н≥й, цинк та њх сплави. ” про≠цес≥ короз≥њ протектор Ї анодом ≥ руйнуЇтьс¤, запоб≥гаючи тим самим руйнуванню конструкц≥њ (рис. 3). ” м≥ру руйну≠ванн¤ протектор≥в њх зам≥нюють новими. –ис. 3 —хема протекторного захисту п≥дземного трубопроводу Ќа цьому принцип≥ ірунтуЇтьс¤ й електрозахист. онструк≠ц≥ю, ¤ка перебуваЇ в середовищ≥ електрол≥ту, також сполуча≠ють з ≥ншим металом (звичайно шматком зал≥за, рейкою тощо), але через зовн≥шнЇ джерело струму. ѕри цьому конструкц≥ю, ¤ку захищають, п≥дТЇднують до катода, а металЧ до анода джерела струму. ≈лектрони в≥дщеплюютьс¤ в≥д ано≠да джерелом струму, анод (захисний метал) руйнуЇтьс¤, а на катод≥ в≥дбуваЇтьс¤ в≥дновленн¤ окисника. ≈лектрозахист маЇ перевагу над протекторним захистом: рад≥ус д≥њ першого близько 2 000 м, другого Ч близько 50 м. «м≥на складу середовища. ƒл¤ упов≥льненн¤ короз≥њ ме≠талевих вироб≥в до електрол≥ту ввод¤ть речовини (найчаст≥ше орган≥чн≥), ¤к≥ називають упов≥льнювачами короз≥њ, або ≥нг≥б≥торами, њх застосовують у тих випадках, коли метал необх≥дно захищати в≥д роз'њданн¤ кислотами. ¬чен≥ створили р¤д ≥нг≥б≥тор≥в (препарати марок 4M, ѕЅ та ≥нш≥), ¤к≥ при до≠данн≥ до кислоти в сотн≥ раз≥в спов≥льнюють розчиненн¤ (короз≥ю) метал≥в.
Ќазва: ороз≥¤ метал≥в ≥ способи захисту в≥д короз≥њ
ƒата публ≥кац≥њ: 2005-03-24 (2372 прочитано) |
.gif){kind=spacer}
