Korózia je najnebezpečnejší prípad. Téma: Korózia kovov

Myslíte si, že hrdza je problémom pre majiteľov 15-ročného Zhiguliho? Bohužiaľ, záručné autá sú tiež pokryté červenými škvrnami, aj keď je karoséria pozinkovaná. Zisťujeme, ako sa o kov správne starať a či je možné ho raz a navždy ochrániť pred koróziou.

Čo je telo? Tenká konštrukcia plech, navyše z rôznych zliatin a s mnohými zváranými spojmi. A nesmieme zabúdať, že telo sa používa ako „mínus“ pre palubnú sieť, to znamená, že neustále vedie prúd. Áno, jednoducho musí hrdzavieť! Pokúsme sa zistiť, čo sa stane s karosériou auta a ako sa s ňou vysporiadať.

Čo je hrdza?

Korózia železa alebo ocele je proces oxidácie kovu kyslíkom v prítomnosti vody. Výstupom je hydratovaný oxid železitý - sypký prášok, ktorý všetci nazývame hrdzou.

Poškodenie karosérie je klasickým príkladom elektrochemickej korózie. Voda a vzduch sú však iba časťou problému. Okrem bežných chemických procesov v ňom zohrávajú dôležitú úlohu galvanické páry, ktoré vznikajú medzi elektrochemicky nehomogénnymi pármi povrchov.

Na tvárach čitateľov humanitných vied už vidím znudený výraz. Nenechajte sa zastrašiť pojmom „galvanický pár“ - nebudeme mať prednášku o chémii a zložitých vzorcoch. Práve tento pár je v konkrétnom prípade iba kombináciou dvoch kovov.

Kovy, sú takmer ako ľudia. Nemajú radi, keď je na nich tlačený niekto iný. Predstavte si seba v autobuse. Prichýlil sa k vám pokrčený muž, ktorý včera oslavoval s priateľmi Deň stavebného robotníka vo vysokej nadmorskej výške. To je to, čo chémia nazýva neprijateľným galvanickým párom. Hliník a meď, nikel a striebro, horčík a oceľ ... Ide o „zaprisahaných nepriateľov“, ktorí sa v tesnom elektrickom spojení navzájom veľmi rýchlo „zožerú“.

V skutočnosti žiadny kov nemôže dlho vydržať tesný kontakt s cudzím človekom. Zamyslite sa nad sebou: aj keď sa k vám zakuklená blondínka (alebo podľa vkusu štíhla hnedovlasá žena) pritúli, prvýkrát to bude príjemné ... Ale nebudete tak stáť celý život. Zvlášť v daždi. Čo s tým má spoločné dážď? Teraz bude všetko jasné.

V aute je veľa miest, kde sa tvoria galvanické pary. Nie neprijateľné, ale „obyčajné“. Zváracie body, panely karosérie vyrobené z rôznych kovov, rôzne spojovacie prvky a zostavy, dokonca aj rôzne body tej istej dosky s rôznym opracovaním povrchu. Medzi všetkými vždy existuje potenciálny rozdiel, čo znamená, že v prítomnosti elektrolytu dôjde ku korózii.

Zastavte sa, čo je elektrolyt? Zvedavý motorista si pamätá, že je to druh žieravej kvapaliny, ktorá sa naleje do batérií. A bude mať pravdu len čiastočne. Elektrolyt je vo všeobecnosti akákoľvek látka, ktorá vedie prúd. Do batérie sa naleje slabý roztok kyseliny, ale na urýchlenie korózie nie je potrebné postriekať auto kyselinou. Dokonale sa vyrovná s funkciami elektrolytu obyčajná voda... V čistej (destilovanej) forme nejde o elektrolyt, ale čistá voda sa v prírode nenachádza ...

V každej vytvorenej galvanickej pare pod vplyvom vody teda deštrukcia kovu začína na strane anódy - kladne nabitej strane. Ako poraziť tento proces? Nemôžeme zabrániť tomu, aby kovy navzájom korodovali, ale môžeme vylúčiť elektrolyt z tohto systému. Bez neho môžu „prípustné“ galvanické pary existovať dlho. Dlhší ako životnosť auta.

Ako sa výrobcovia stavajú k hrdzi?

Najľahší spôsob ochrany je prikryť kovový povrch filmom, cez ktorý elektrolyt neprenikne. A ak je kov tiež dobrý, s nízkym obsahom nečistôt, ktoré podporujú koróziu (napríklad síra), potom bude výsledok celkom slušný.

Neberte však slová doslova. Film nemusí byť nevyhnutne polyetylén. Najbežnejší typ ochranná fólia- farba a základný náter. Môže byť tiež vytvorený z kovových fosfátov ošetrením povrchu fosfátovacím roztokom. Kyseliny obsahujúce fosfor zahrnuté v jeho zložení budú oxidovať horná vrstva kov, čím vzniká veľmi silný a tenký film.

Pokrytie fosfátového filmu vrstvami zeminy a farby môže chrániť karosériu auta po mnoho rokov, podľa tohto „receptu“ boli karosérie pripravené celé desaťročia a, ako vidíte, celkom úspešne - mnoho automobilov vyrobených v USA päťdesiate a šesťdesiate roky dokázali prežiť až do našich čias.

Ale nie všetky, pretože v priebehu času je farba náchylná na praskanie. Vonkajšie vrstvy najskôr nevydržia, potom trhliny dosiahnu kovový a fosfátový film. A v prípade nehôd a následných opráv sa často nanášajú nátery bez dodržania absolútnej čistoty povrchu a zanechávajú na ňom malé body korózie, ktoré vždy obsahujú trochu vlhkosti. A pod filmom farby sa začína objavovať nové zameranie ničenia.

Môžete zlepšiť kvalitu náteru, nanášať stále viac elastických farieb, ktorých vrstva môže byť o niečo spoľahlivejšia. Možno zakryť plastový obal... Ale existuje najlepšia technológia... Pokovovaná oceľ s tenkou vrstvou kovu s odolnejším oxidovým filmom sa používa už nejaký čas. Takzvaný pocínovaný plech - oceľový plech potiahnutý tenkou vrstvou cínu, pozná každý, kto aspoň raz v živote videl plechovku.

Cín už nejaký čas neslúži na prikrytie karosérií automobilov, hoci kolujú rozprávky o pocínovaných telách. Toto je ozvena technológie vyrovnávania defektov počas razenia horúcimi spájkami, keď bola časť povrchu ručne pokrytá hrubou vrstvou cínu a niekedy boli najzložitejšie a najdôležitejšie časti karosérie auta skutočne dobre chránené.

V továrni sa pred lisovaním panelov karosérie nanášajú moderné povlaky na zabránenie korózie a ako záchranári sa používajú zinok alebo hliník. Oba tieto kovy majú okrem silného oxidového filmu ešte jednu cennú kvalitu - menšiu elektronegativitu. V už spomínanej galvanickej pare, ktorá sa tvorí po zničení vonkajšieho náterového filmu, budú hrať úlohu anódy oni, a nie oceľ, a pokiaľ je na paneli trochu hliníka alebo zinku, budú byť zničený. Túto vlastnosť je možné využiť iným spôsobom, jednoducho pridaním malého množstva prášku týchto kovov do pôdy, ktorou je kov potiahnutý, čo poskytne telesnému panelu ďalšiu šancu na dlhú životnosť.

V niektorých odvetviach sa používajú iné technológie, keď je úlohou chrániť kov. Vážne kovové konštrukcie môžu byť vybavené špeciálnymi ochrannými doskami z hliníka a zinku, ktoré je možné v priebehu času meniť, a dokonca aj elektrochemickými ochrannými systémami. Takýto systém pomocou zdroja napätia prenáša anódu na niektoré časti konštrukcie, ktoré nie sú nosné. Také veci sa na autách nenachádzajú.

Viacvrstvový sendvič pozostávajúci z vrstvy fosfátov na povrchu ocele alebo zinku, vrstvy zinku alebo hliníka, antikorózneho základného náteru so zinkom a niekoľkých vrstiev farby a laku, a to aj vo veľmi agresívnom prostredí, ako je bežné mesto. vzduch s vlhkosťou, špinou a soľou, vám umožní udržať panely karosérie desať alebo dva roky.

Na miestach, kde sa vrstva farby ľahko poškodí (napríklad na dne), sa používajú hrubé vrstvy tmelov a tmelu, ktoré dodatočne chránia povrch farby. Nazývali sme to „antikorózne“. Kompozície na báze parafínu a olejov sa navyše čerpajú do vnútorných dutín, ktorých úlohou je vytlačiť vlhkosť z povrchov, čím sa ďalej zlepšuje ochrana.

Žiadna zo samotných metód neposkytuje stopercentnú ochranu, ale spoločne umožňujú výrobcom poskytnúť osem desaťročnú záruku proti korozívnemu prieniku do tela. Malo by sa však pamätať na to, že korózia je ako smrť. Jeho príchod je možné spomaliť alebo odložiť, ale nemožno ho celkom vylúčiť. Čo všeobecne hovoríme o hrdzi? Správne: „Dnes nie.“ Alebo parafrázovať moderná klasika„Nie tento rok“.

Udržujte karosériu auta čistú. Nečistoty absorbujú vlhkosť, ktorá tak zostáva na povrchu a dlho plní svoju deštruktívnu funkciu, pričom pomaly preniká mikrotrhlinami do žehličky.

Včas opravte poškodenie laku, aj keď je karoséria pozinkovaná. Koniec koncov, skutočnosť, že „holý“ kov nehrdzavie, je dôsledkom neustálej „spotreby“ ochranných kovov a na povrchu ich v žiadnom prípade nie sú kilogramy.

Využite služby kvalifikovaných karosárskych služieb, pretože správne zotavenie povrch vyžaduje veľmi úhľadný a čistá práca s plným porozumením prebiehajúcim procesom. A návrhy jednoducho všetko prelakovať vrstvou hrubšej farby vás určite privedú opäť do karosárne a s oveľa vážnejším poškodením kovu.

a href = "http://polldaddy.com/poll/8389175/" Museli ste sa vysporiadať s hrdzou na tele?/a

Klasifikácia typov korózie

Korózne procesy sú charakterizované širokou distribúciou a rôznymi podmienkami a prostrediami, v ktorých sa vyskytujú. Preto stále neexistuje jednotná a komplexná klasifikácia vyskytujúcich sa prípadov korózie.

Podľa typu agresívnych médií, v ktorých prebieha proces ničenia, môže byť korózia nasledujúcich typov:

plynová korózia;
atmosférická korózia;
korózia v neelektrolytoch;
korózia v elektrolytoch;
biokorózia;
korózia v dôsledku bludných prúdov.

Podľa podmienok korózneho procesu sa rozlišujú tieto typy:

kontaktná korózia;
korózia v dôsledku neúplného ponorenia;
úplná ponorná korózia;
korózia so striedavým ponorením;
trecia korózia;
stresová korózia.

Podľa povahy ničenia:

Hlavná klasifikácia sa robí podľa mechanizmu procesu. Existujú dva typy:

chemická korózia;
elektrochemická korózia.

Korózia nekovových materiálov

Ako sa prevádzkové podmienky stávajú náročnejšími (nárast teploty, mechanické namáhanie, agresivita prostredia atď.), Nekovové materiály sú vystavené pôsobeniu životného prostredia. V tejto súvislosti sa vo vzťahu k týmto materiálom začal používať výraz „korózia“, napríklad „korózia betónu a železobetónu“, „korózia plastov a gumy“. To sa týka ich zničenia a straty prevádzkových vlastností v dôsledku chemickej alebo fyzikálno -chemickej interakcie s prostredím. Malo by sa však pamätať na to, že mechanizmy a kinetika procesov pre nekovy a kovy budú odlišné.

Korózia kovov

Hrdza, najbežnejší typ korózie.

Korózia kovu.

Korózia kovov - deštrukcia kovov v dôsledku ich chemickej alebo elektrochemickej interakcie s korozívnym prostredím. Pre korózny proces by sa mal použiť výraz „korózny proces“ a pre výsledok procesu „korózna deštrukcia“. Tvorba galvanických párov sa výhodne používa pri vytváraní batérií a akumulátorov. Na druhej strane tvorba takéhoto páru vedie k nepriaznivému procesu, ktorého obeťou sa stáva množstvo kovov - korózia. Koróziou sa rozumie elektrochemická alebo chemická deštrukcia vyskytujúca sa na povrchu. kovový materiál... Počas korózie je kov najčastejšie oxidovaný tvorbou kovových iónov, ktoré počas ďalších transformácií poskytujú rôzne produkty korózie. Korózia môže byť spôsobená chemickými aj elektrochemickými procesmi. Preto sa rozlišuje medzi chemickou a elektrochemickou koróziou kovov.

Druhy korózie

Elektrochemická korózia

Deštrukcia kovu pod vplyvom galvanických článkov vznikajúcich v korozívnom prostredí sa nazýva elektrochemická korózia. Nemalo by sa zamieňať s elektrochemickou koróznou koróziou homogénneho materiálu, napríklad hrdzavením železa alebo podobne. Elektrochemická korózia (najbežnejšia forma korózie) vždy vyžaduje prítomnosť elektrolytu ( dažďová voda atď.), s ktorými sú elektródy v kontakte - buď rôzne prvky štruktúry materiálu, alebo dva rôzne kontaktné materiály s rôznym redoxným potenciálom. Ak sa vo vode rozpustia ióny solí, kyselín alebo podobne, zvýši sa jeho elektrická vodivosť a rýchlosť procesu sa zvýši.

Korozívny prvok

Keď sa dva kovy s rôznym redoxným potenciálom dostanú do kontaktu a sú ponorené do roztoku elektrolytu, napríklad dažďovej vody s rozpusteným oxidom uhličitým CO 2, vytvorí sa galvanický článok, takzvaný korózny článok. Nie je to nič iné ako uzavretý galvanický článok. Pomaly rozpúšťa kovový materiál s nižším redoxným potenciálom; druhá elektróda v páre je spravidla nekorozívna. Tento typ korózie je obzvlášť bežný u kovov s vysokým negatívnym potenciálom. Veľmi malé množstvo nečistôt na povrchu kovu s vysokým redoxným potenciálom je teda už dostatočné na to, aby sa objavil korozívny prvok. Obzvlášť ohrozené sú napríklad oblasti, kde kovy prichádzajú do styku s rôznym potenciálom zvary alebo nity.

Ak je rozpúšťacia elektróda odolná voči korózii, proces korózie sa spomalí. Napríklad je na tom založená ochrana výrobkov zo železa pred koróziou pozinkovaním - zinok má negatívnejší potenciál ako železo, preto sa v takom páre železo redukuje a zinok musí korodovať. V dôsledku tvorby oxidového filmu na povrchu zinku je však proces korózie značne spomalený.

Korózia vodíka a kyslíka

Ak sa redukujú molekuly iónov H 3 O + alebo vody H 2 O, hovoria o vodíkovej korózii alebo korózii s vodíkovou depolarizáciou. Obnova iónov prebieha podľa nasledujúcej schémy:

2H30 + + 2e - → 2H20 + H2

2H20 + 2e - → 2OH - + H2

Ak sa neuvoľňuje vodík, čo sa často stáva v neutrálnom alebo silne zásaditom prostredí, kyslík sa redukuje a tu sa o nich hovorí kyslíková korózia alebo korózia s kyslíkovou depolarizáciou:

O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

Korozívny prvok môže vznikať nielen pri kontakte dvoch rôznych kovov. Korozívny prvok sa tvorí aj v prípade jedného kovu, ak napríklad štruktúra povrchu nie je rovnomerná.

Chemická korózia

Chemická korózia je interakcia kovového povrchu s korozívnym médiom, ktorá nie je sprevádzaná výskytom elektrochemických procesov na hranici fáz. V tomto prípade interakcie prebieha oxidácia kovu a redukcia oxidačnej zložky korozívneho média v jednom akte. Napríklad tvorba vodného kameňa počas interakcie materiálov na báze železa pri vysokých teplotách s kyslíkom:

4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Pri elektrochemickej korózii dochádza k ionizácii atómov kovov a redukcii oxidačnej zložky korozívneho média viac ako jednému aktu a ich rýchlosť závisí od elektródového potenciálu kovu (napríklad hrdzavenie ocele v morskej vode).

Druhy korózie

Plynová korózia
Atmosférická korózia
Korózia pri neúplnom ponorení
Korózia na vodoryse
Korózia pri plnom ponorení
Korózia so striedavým ponorením
Podzemná korózia
Biokorózia
Korózia vonkajšieho prúdu
Rozptýlená súčasná korózia
Kontaktná korózia
Korózia trením
Fretová korózia
Nepretržitá korózia
Rovnomerná korózia
Nerovnomerná korózia
Lokálna korózia
Korózia pod povrchom
Jamková korózia
Zafarbená korózia
Prostredníctvom korózie
Korózia vrstvy
Filiformná korózia
Štrukturálna korózia
Medzikryštalická korózia
Selektívna (selektívna) korózia
Grafitizácia liatiny
Dekoncifikácia
Štrbinová korózia
Korózia noža
Korozívny vred
Praskanie korózie
Korózia v strese
Únava z korózie
Limit únavy koróziou
Krehkosť korózie

Kontrola korózie

Korózia spôsobuje každoročne straty v miliardách dolárov a riešenie tohto problému je dôležitá úloha... Hlavná škoda spôsobená koróziou nespočíva v strate kovu ako takého, ale v obrovských nákladoch na výrobky zničené koróziou. Preto sú ročné straty z nej v priemyselných krajinách také veľké. Skutočné straty z neho nemožno určiť hodnotením iba priamych strát, ktoré zahŕňajú náklady na zničenú konštrukciu, náklady na výmenu zariadenia a náklady na opatrenia na ochranu proti korózii. Nepriame straty sú ešte škodlivejšie. Ide o prestoje zariadení pri výmene skorodovaných dielov a zostáv, únik produktu, narušenie technologických postupov.

Je zaistená 80% dokonalá ochrana proti korózii riadna príprava povrchy, a iba 20% kvalitou použitých farieb a lakov a spôsobom ich aplikácie. ... Najproduktívnejšou a najefektívnejšou metódou prípravy povrchu pred ďalšou ochranou podkladu je abrazívne otryskanie.

Obvykle existujú tri oblasti metód ochrany proti korózii:

Štrukturálne
Aktívny
Pasívne

Aby sa zabránilo korózii ako konštrukčné materiály používajte nehrdzavejúce ocele, Cortenové ocele, farebné kovy. Pri navrhovaní konštrukcie sa pokúšajú čo najviac izolovať od prieniku korozívneho prostredia pomocou lepidiel, tmelov, gumových tesnení.

Aktívne metódy boja proti korózii sú zamerané na zmenu štruktúry elektrickej dvojvrstvy. Aplikuje sa konštantné prekrytie elektrické pole pomocou zdroja konštantného prúdu je napätie zvolené tak, aby sa zvýšil potenciál elektród chráneného kovu. Ďalšou metódou je použitie obetnej anódy, aktívnejšieho materiálu, ktorý sa rozpadne a chráni chránený výrobok.

Ako ochrana proti korózii je použitie akéhokoľvek krytiny ktorý zabraňuje tvorbe korozívneho prvku (pasívna metóda).

Korózia kyslíka z pozinkovaného železa

Kyslíková korózia pocínovaného železa

Náterové, živicové a smaltované nátery musia predovšetkým brániť prístupu kyslíka a vlhkosti. Často sa používa aj pokovovanie, napríklad oceľ s inými kovmi, ako je zinok, cín, chróm, nikel. Zinkový povlak chráni oceľ, aj keď je povlak čiastočne zničený. Zinok má negatívnejší potenciál a ako prvý koroduje. Ióny Zn 2+ sú toxické. Pri výrobe plechovky Použije sa plechový plát potiahnutý vrstvou cínu. Na rozdiel od pozinkovaného plechu, keď je vrstva cínu zničená, železo začne korodovať, navyše intenzívne, pretože cín má pozitívnejší potenciál. Ďalšou možnosťou, ako chrániť kov pred koróziou, je použiť ochrannú elektródu s vysokým negatívnym potenciálom, napríklad vyrobenú zo zinku alebo horčíka. Na tento účel je špeciálne vytvorený korozívny prvok. Chránený kov funguje ako katóda a tento typ ochrany sa nazýva katódová ochrana. Rozpúšťacia elektróda sa nazýva anóda ochrannej ochrany. Táto metóda sa používa na ochranu lodí, mostov, inštalácií kotlov, potrubí umiestnených pod zemou proti korózii. Na ochranu trupu lode na vonku na puzdrá sú pripevnené zinkové platne.

Ak porovnáme potenciály zinku a horčíka so železom, majú viac negatívnych potenciálov. Napriek tomu korodujú pomalšie v dôsledku vytvorenia ochranného oxidového filmu na povrchu, ktorý chráni kov pred ďalšou koróziou. Vytvorenie takéhoto filmu sa nazýva pasivácia kovov. V hliníku je vylepšená anodickou oxidáciou (eloxovaním). Keď sa do ocele pridá malé množstvo chrómu, na povrchu kovu sa vytvorí oxidový film. Obsah chrómu v nehrdzavejúcej oceli je viac ako 12 percent.

Systém pozinkovania za studena

Systém pozinkovania za studena je navrhnutý tak, aby zlepšoval antikorózne vlastnosti komplexného viacvrstvového povlaku. Systém poskytuje kompletnú katodickú (alebo galvanickú) ochranu železných povrchov pred koróziou v rôznych agresívnych prostrediach

Systém pozinkovania za studena môže byť jedno, dvoj alebo trojbalený a obsahuje:

spojivo - známe kompozície na chlórovanom kaučuku, etylsilikáte, polystyréne, epoxidovom, uretánovom, alkydovom (modifikovanom) základe;
antikorózne plnivo - zinkový prášok („zinkový prach“) obsahujúci viac ako 95% kovového zinku s veľkosťou častíc menšou ako 10 mikrónov a minimálnym oxidačným stavom;
tužidlo (v dvoj a trojbalených systémoch)

Jednodielne systémy pozinkovania za studena sa dodávajú pripravené na použitie a vyžadujú iba dôkladné premiešanie kompozície pred aplikáciou. Dvoj- a trojzložkové systémy môžu byť dodávané v niekoľkých baleniach a vyžadujú ďalšie operácie na prípravu kompozície pred aplikáciou (miešanie spojiva, plniva, tužidla).

Po príprave (systémy s dvoma a tromi náplňami), nanášaním kompozície na chránený kovový povrch štetcom, valčekom, pneumatickým alebo bezvzduchovým striekaním a sušením, sa na kovovom povrchu vytvorí antikorózny povlak naplnený zinkom- polymér- zinkový film, ktorý si zachováva všetky vlastnosti polymérneho povlaku, ktorý bol použitý ako spojivo, a súčasne má všetky ochranné výhody konvenčného zinkového povlaku.

Výhody systému zinkovania za studena v porovnaní s metódou zinkovania za tepla:

Jednoduchosť a menšia náročnosť na technológiu nanášania ochranného zinkového povlaku. Na poťahovanie nie je potrebné žiadne špeciálne vybavenie.
Možnosť protikoróznej ochrany kovových konštrukcií akejkoľvek veľkosti, a to ako v továrni, tak aj v teréne.
Abrazívne poškodenie povlaku a chyby vznikajúce pri zváraní kovových konštrukcií je možné opraviť priamo na mieste.
Proces nanášania náterov šetrný k životnému prostrediu: nie je potrebné pracovať v horúcom obchode.
Vytvorenie pružnej zinkovej vrstvy na povrchu železa (ktorá pri ohýbaní kovového výrobku netvorí mikrotrhliny).

Systém studeného zinkovania sa používa vo všetkých typoch priemyslu a v každodennom živote, kde je potrebná spoľahlivá a trvanlivá ochrana železných povrchov pred koróziou.

Okrem toho, že sa systém studeného zinkovania používa ako základný náter v komplexnom viacvrstvovom povlaku, môže byť použitý aj ako nezávislý antikorózny náter na kovové povrchy.

Tepelné striekanie

Na boj proti korózii sa používajú aj metódy tepelného striekania.
Pomocou tepelného striekania sa na kovovom povrchu vytvorí vrstva iného kovu / zliatiny, ktorá má vyššiu odolnosť proti korózii (izolačná) alebo naopak menej odolnú (ochrannú). Táto vrstva vám umožňuje zastaviť koróziu chráneného kovu. Podstata metódy je nasledovná: častice kovovej zmesi sa nanášajú na povrch výrobku prúdom plynu vysokou rýchlosťou, v dôsledku čoho ochranná vrstva hrúbka od desiatok do stoviek mikrónov. Tepelné striekanie sa používa aj na predĺženie životnosti opotrebovaných komponentov zariadenia: od prestavby hriadeľa riadenia v autoservise až po ropné spoločnosti.

Tepelne difúzny zinkový povlak

(GOST 9.316-2006). Na prevádzku kovových výrobkov v agresívnom prostredí je odolnejší antikorózna ochrana povrchy kovových výrobkov. Tepelne difúzny zinkový povlak je vo vzťahu k železným kovom anodický a elektrochemicky chráni oceľ pred koróziou. Má silnú priľnavosť (priľnavosť) k základnému kovu v dôsledku vzájomnej difúzie železa a zinku v povrchových intermetalických fázach, preto nedochádza k odlupovaniu a štiepeniu povlakov pri nárazoch, mechanickom zaťažení a deformáciách spracovaných výrobkov.

Difúzne zinkovanie uskutočnené z plynnej alebo plynnej fázy pri vysoké teploty(375-850 ° C) alebo pomocou vákua (vákua) - pri teplotách od 250 ° C sa používa na poťahovanie spojovacie prvky, potrubia, tvarovky a iné konštrukcie. Výrazne zvyšuje trvanlivosť ocele, liatinové výrobky v prostrediach obsahujúcich sírovodík (vrátane proti koróznym trhlinám sírovodíka), priemyselnú atmosféru, morskú vodu atď. Hrúbka difúznej vrstvy závisí od teploty, času, spôsobu pozinkovania a môže byť 0,01-1,5 mm. Moderný proces difúzneho pozinkovania umožňuje vytvorenie povlaku na závitové povrchy spojovacie prvky, bez ťažkostí s ich následným skrutkovaním. Mikrotvrdosť poťahovej vrstvy je Hμ = 4000 - 5 000 MPa. Difúzny zinkový povlak tiež výrazne zlepšuje tepelnú odolnosť oceľových a liatinových výrobkov pri teplotách až 700 ° C. Je možné získať legované difúzne zinkové povlaky, ktoré sa používajú na zlepšenie ich prevádzkových vlastností.

Zinkovanie

Zinkovanie je proces nanášania zinku alebo jeho zliatiny na kovový výrobok tak, aby mal jeho povrch určité fyzikálne a chemické vlastnosti, predovšetkým vysokú odolnosť proti korózii. Zinkovanie je najbežnejší a najekonomickejší metalizačný proces používaný na ochranu železa a jeho zliatin pred atmosférickou koróziou. Na tieto účely sa vynakladá približne 40% svetovej produkcie zinku. Hrúbka povlaku by mala byť väčšia, tým agresívnejšie je prostredie a tým dlhšia je predpokladaná životnosť. Oceľové plechy, pásky, drôty, spojovacie prvky, časti strojov a zariadení, potrubia a iné kovové konštrukcie sú podrobené pozinkovaniu. Zinkový povlak spravidla nemá žiadny dekoratívny účel; nejaké zlepšenie obchodovateľný stav získava po pasivácii pozinkovaných výrobkov v roztokoch chrómanu alebo fosfátu, ktoré dodávajú povlakom dúhovú farbu. Najpoužívanejší pozinkovaný pás sa vyrába na automatizovaných linkách žiarového zinkovania, to znamená ponorením do roztaveného zinku. Techniky striekania a pokovovania je možné použiť na poťahovanie výrobkov akejkoľvek veľkosti (napr. Výkonové stožiare, nádrže, mostné konštrukcie, cestné zvodidlá). Elektrolytické zinkovanie sa vykonáva hlavne z kyslých a zásadito-kyanidových elektrolytov; špeciálne prísady umožňujú získať lesklé povlaky.

Ekonomické poškodenie koróziou

Ekonomické straty spôsobené koróziou kovov sú obrovské. V Spojených štátoch predstavovali podľa najnovších údajov NACE škody na korózii a náklady na boj proti nim 3,1% HDP (276 miliárd dolárov). V Nemecku tieto škody predstavovali 2,8% HDP. Podľa odborníkov z rôznych krajín dosahujú tieto straty v priemyselných krajinách 2 až 4% hrubého národného produktu. Kovové straty, vrátane hmotnosti zlyhaných kovových konštrukcií, výrobkov, zariadení, zároveň predstavujú 10 až 20% ročnej výroby ocele.

Zrútenie Strieborného mosta.

Hrdza je jednou z najčastejších príčin havárií mosta. Pretože hrdza má oveľa väčší objem ako pôvodná hmotnosť železa, jej nahromadenie môže viesť k nerovnomernej priľnavosti konštrukčných častí k sebe. To spôsobilo, že sa most cez rieku Mianus zrútil v roku 1983, keď ložiská kladkostroja vo vnútri zhrdzaveli. Pri páde do rieky zahynuli traja vodiči. Vyšetrovanie ukázalo, že odvodnenie cesty bolo uzavreté a nečistené a do mostných pilierov sa dostala splašková voda. 15. decembra 1967 sa Silver River, spájajúci Point Pleasant, Západná Virgínia a Canauga v štáte Ohio, nečakane zrútil do rieky Ohio. V čase zrútenia sa po moste pohybovalo 37 áut a 31 z nich s mostom spadlo. Štyridsaťšesť ľudí zomrelo a deväť sa ťažko zranilo. Okrem obetí a zranení bola zničená aj hlavná dopravná trasa medzi Západnou Virgíniou a Ohiom. Príčinou zrútenia bola korózia.

Most Keenzoo v Pensylvánii bol zničený pri tornáde v roku 2003 predovšetkým preto, že centrálne hlavné skrutky skorodovali, čo výrazne znížilo jeho stabilitu.

pozri tiež

Poznámky

Odkazy

„Tryskanie: Sprievodca vysoko účinnými abrazívnymi tryskaniami“-Jekaterinburg: LLC „Vydavateľstvo„ Origami “, 2007-216 s., ISBN 978-5-9901098-1-0

Hlavný materiál na štúdium témy:

§ 13, s. 81.

Gabrielyan, O.S.

Chémia. Stupeň 9: drop, 2013.

Ďalší materiál na tému „Korózia kovov“

Korózia, hrdzavenie, hrdza je spontánna deštrukcia kovov v dôsledku chemickej alebo fyzikálno -chemickej interakcie s prostredím. Vo všeobecnosti ide o zničenie akéhokoľvek materiálu, či už je to kov alebo keramika, drevo alebo polymér. Príčinou korózie je termodynamická nestabilita konštrukčných materiálov voči účinkom látok, ktoré s nimi prichádzajú do styku. Príkladom je kyslíková korózia železa vo vode:

Hydroxid železitý Fe (OH) 3 sa nazýva hrdza.

V každodennom živote sa pre zliatiny železa (ocele) často používa výraz „hrdzavenie“. Menej známe sú prípady korózie polymérov. Pokiaľ ide o ne, existuje pojem „starnutie“, podobný pojmu „korózia“ pre kovy. Napríklad starnutie gumy v dôsledku interakcie so vzdušným kyslíkom alebo deštrukcia určitých plastov pod vplyvom atmosférických zrážok, ako aj biologická korózia. Rýchlosť korózie, ako každá chemická reakcia, veľmi závisí od teploty. Zvýšenie teploty o 100 stupňov môže zvýšiť rýchlosť korózie o niekoľko rádov.

Klasifikácia typov korózie

Podľa typu agresívnych médií, v ktorých prebieha proces ničenia, môže byť korózia nasledujúcich typov:

plynová korózia;

atmosférická korózia;

korózia v neelektrolytoch;

korózia v elektrolytoch;

podzemná korózia;

biokorózia;

korózia v dôsledku bludných prúdov.

Podľa podmienok korózneho procesu sa rozlišujú tieto typy:

kontaktná korózia;

štrbinová korózia;

korózia v dôsledku neúplného ponorenia;

úplná ponorná korózia;

korózia so striedavým ponorením;

trecia korózia;

medzikryštalická korózia;

stresová korózia.

Podľa povahy ničenia:

nepretržitá korózia pokrývajúca celý povrch:

uniforma;
nerovnomerné;
selektívne;

lokalizovaná (lokálna) korózia pokrývajúca jednotlivé oblasti:

ulceratívne;
bod;
prostredníctvom;
intergranulárne (delaminácia v deformovaných obrobkoch a nôž vo zváraných spojoch).

Hlavná klasifikácia sa robí podľa mechanizmu procesu. Existujú dva typy:

chemická korózia;

elektrochemická korózia.

Korózia nekovových materiálov

Korózia kovov

Hrdza, najbežnejší typ korózie.

Korózia kovu.

Korózia kovov - deštrukcia kovov v dôsledku ich chemickej alebo elektrochemickej interakcie s korozívnym prostredím. Pre korózny proces by sa mal použiť výraz „korózny proces“ a pre výsledok procesu „korózna deštrukcia“. Tvorba galvanických párov sa výhodne používa pri vytváraní batérií a akumulátorov. Na druhej strane tvorba takéhoto páru vedie k nepriaznivému procesu, ktorého obeťou sa stáva množstvo kovov - korózia. Koróziou sa rozumie elektrochemická alebo chemická deštrukcia kovového materiálu, ku ktorej dochádza na povrchu. Počas korózie je kov najčastejšie oxidovaný tvorbou kovových iónov, ktoré počas ďalších transformácií poskytujú rôzne produkty korózie. Korózia môže byť spôsobená chemickými aj elektrochemickými procesmi. Preto sa rozlišuje medzi chemickou a elektrochemickou koróziou kovov.

Druhy korózie

Existujú 4 hlavné typy korózie: elektrochemická korózia, vodíková, kyslíková a chemická korózia.

Elektrochemická korózia

Deštrukcia kovu pod vplyvom galvanických článkov vznikajúcich v korozívnom prostredí sa nazýva elektrochemická korózia. Nemalo by sa zamieňať s elektrochemickou koróznou koróziou homogénneho materiálu, napríklad hrdzavením železa alebo podobne. Pri elektrochemickej korózii (najbežnejšia forma korózie) je vždy potrebný elektrolyt (kondenzát, dažďová voda atď.) S s ktorými prichádzajú elektródy do styku - buď rôzne prvky štruktúry materiálu, alebo dva rôzne kontaktné materiály s rôznym redoxným potenciálom. Ak sa vo vode rozpustia ióny solí, kyselín alebo podobne, zvýši sa jeho elektrická vodivosť a rýchlosť procesu sa zvýši.

Korozívny prvok

Keď sa dva kovy s rôznym redoxným potenciálom dostanú do kontaktu a sú ponorené do roztoku elektrolytu, napríklad dažďovej vody s rozpusteným oxidom uhličitým CO 2, vytvorí sa galvanický článok, takzvaný korózny článok. Nie je to nič iné ako uzavretý galvanický článok. Pomaly rozpúšťa kovový materiál s nižším redoxným potenciálom; druhá elektróda v páre je spravidla nekorozívna. Tento typ korózie je obzvlášť bežný u kovov s vysokým negatívnym potenciálom. Veľmi malé množstvo nečistôt na povrchu kovu s vysokým redoxným potenciálom je teda už dostatočné na to, aby sa objavil korozívny prvok. Zvlášť ohrozené sú kovové kontaktné body s rôznym potenciálom, ako sú zvary alebo nity.

Príkladom rozsiahlej elektrochemickej korózie je incident, ktorý sa stal v decembri 1967 s nórskym nosičom rudy „Anatina“ (angl. Anatina), na ceste z Cypru do Osaky. Tajfún v Tichom oceáne viedol k vniknutiu slanej vody do nákladných priestorov a k vytvoreniu veľkého galvanického výparu: medeného koncentrátu s oceľovým trupom lode, ktorý čoskoro zmäkol a loď dala núdzový signál. Posádku zachránila nemecká loď, ktorá prišla včas, a samotná Anatina sa sotva dostala do prístavu.

Korózia vodíka a kyslíka

Ak sa redukujú molekuly iónov H 3 O + alebo vody H 2 O, hovoria o vodíkovej korózii alebo korózii s vodíkovou depolarizáciou. Obnova iónov prebieha podľa nasledujúcej schémy:

2H30 + + 2e - → 2H20 + H2

2H20 + 2e - → 2OH - + H2

Ak sa vodík nevyvíja, čo sa často vyskytuje v neutrálnom alebo silne zásaditom prostredí, kyslík sa redukuje a tu hovorí o korózii kyslíka alebo korózii s depolarizáciou kyslíka:

O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH -

Korozívny prvok môže vznikať nielen pri kontakte dvoch rôznych kovov. Korozívny prvok sa tvorí aj v prípade jedného kovu, ak napríklad štruktúra povrchu nie je rovnomerná.

Chemická korózia

Elektrokorózia vyhrievanej koľajnice na uteráky

Chemická korózia je interakcia kovového povrchu s korozívnym médiom, ktorá nie je sprevádzaná výskytom elektrochemických procesov na hranici fáz. V tomto prípade prebieha interakcia oxidácie kovu a redukcia oxidačnej zložky korozívneho média v jednom akte. Napríklad tvorba vodného kameňa počas interakcie materiálov na báze železa pri vysokých teplotách s kyslíkom:

Druhy korózie

Plynová korózia

Atmosférická korózia

Korózia pri neúplnom ponorení

Korózia na vodoryse

Korózia pri plnom ponorení

Korózia so striedavým ponorením

Podzemná korózia

Biokorózia

Korózia vonkajšieho prúdu

Rozptýlená súčasná korózia

Kontaktná korózia

Korózia trením

Fretová korózia

Nepretržitá korózia

Rovnomerná korózia

Nerovnomerná korózia

Lokálna korózia

Korózia pod povrchom

Jamková korózia

Zafarbená korózia

Prostredníctvom korózie

Korózia vrstvy

Filiformná korózia

Štrukturálna korózia

Medzikryštalická korózia

Selektívna korózia

Grafitizácia liatiny

Dekoncifikácia

Štrbinová korózia

Korózia noža

Korozívny vred

Praskanie korózie

Korózia v strese

Únava z korózie

Limit únavy koróziou

Krehkosť korózie

Kontrola korózie

Korózia spôsobuje každoročne straty v miliardách dolárov a riešenie tohto problému je dôležitou úlohou. Hlavná škoda spôsobená koróziou nespočíva v strate kovu ako takého, ale v obrovských nákladoch na výrobky zničené koróziou. Preto sú ročné straty z nej v priemyselných krajinách také veľké. Skutočné straty z neho nemožno určiť hodnotením iba priamych strát, ktoré zahŕňajú náklady na zničenú konštrukciu, náklady na výmenu zariadenia a náklady na opatrenia na ochranu proti korózii. Nepriame straty sú ešte škodlivejšie. Ide o prestoje zariadení pri výmene skorodovaných dielov a zostáv, únik produktu, narušenie technologických postupov.

Ideálna ochrana proti korózii je 80% zaistená správnou prípravou povrchu a iba 20% kvalitou použitých farieb a lakov a spôsobom ich aplikácie. Najproduktívnejšou a najefektívnejšou metódou prípravy povrchu pred ďalšou ochranou podkladu je abrazívne otryskanie.

Obvykle existujú tri oblasti metód ochrany proti korózii:

Štrukturálne

Aktívny

Pasívne

Aby sa zabránilo korózii, ako konštrukčné materiály sa používajú nehrdzavejúce ocele, Cortenove ocele a neželezné kovy. Pri navrhovaní konštrukcie sa pokúšajú čo najviac izolovať od prieniku korozívneho prostredia pomocou lepidiel, tmelov, gumových tesnení.

Aktívne metódy boja proti korózii sú zamerané na zmenu štruktúry elektrickej dvojvrstvy. Pomocou zdroja konštantného prúdu sa aplikuje konštantné elektrické pole, napätie sa volí tak, aby sa zvýšil potenciál elektród chráneného kovu. Ďalšou metódou je použitie obetnej anódy, aktívnejšieho materiálu, ktorý sa rozpadne a chráni chránený výrobok.

Ako ochranu proti korózii je možné použiť náter, ktorý zabráni tvorbe korozívneho prvku (pasívna metóda).

Korózia kyslíka z pozinkovaného železa

Kyslíková korózia pocínovaného železa

Náterové, živicové a smaltované nátery musia predovšetkým brániť prístupu kyslíka a vlhkosti. Často sa používa aj pokovovanie, napríklad oceľ s inými kovmi, ako je zinok, cín, chróm, nikel. Zinkový povlak chráni oceľ, aj keď je povlak čiastočne zničený. Zinok má negatívnejší potenciál a ako prvý koroduje. Ióny Zn 2+ sú toxické. Na výrobu plechoviek sa používa cín potiahnutý vrstvou cínu. Na rozdiel od pozinkovaného plechu, keď je vrstva cínu zničená, železo začne korodovať, navyše intenzívne, pretože cín má pozitívnejší potenciál. Ďalšou možnosťou, ako chrániť kov pred koróziou, je použiť ochrannú elektródu s vysokým negatívnym potenciálom, napríklad vyrobenú zo zinku alebo horčíka. Na tento účel je špeciálne vytvorený korozívny prvok. Chránený kov funguje ako katóda a tento typ ochrany sa nazýva katódová ochrana. Rozpúšťacia elektróda sa nazýva anóda ochrannej ochrany. Táto metóda sa používa na ochranu lodí, mostov, inštalácií kotlov, potrubí umiestnených pod zemou proti korózii. Na ochranu trupu lode sú na vonkajšej strane trupu pripevnené zinkové platne.

Tepelné striekanie

Na boj proti korózii sa používajú aj metódy tepelného striekania. Pomocou tepelného striekania sa na kovovom povrchu vytvorí vrstva iného kovu / zliatiny, ktorá má vyššiu odolnosť proti korózii (izolačná) alebo naopak menej odolnú (ochrannú). Táto vrstva vám umožňuje zastaviť koróziu chráneného kovu. Podstata metódy je nasledovná: častice kovovej zmesi, napríklad zinku, sa nanášajú na povrch výrobku prúdom plynu vysokou rýchlosťou, v dôsledku čoho sa vytvorí ochranná vrstva s hrúbkou desiatok až stovky mikrónov. Tepelné striekanie sa používa aj na predĺženie životnosti opotrebovaných komponentov zariadenia: od prestavby hriadeľa riadenia v autoservise až po ropné spoločnosti.

Tepelne difúzny zinkový povlak

Na prevádzku kovových výrobkov v korozívnom prostredí je potrebná odolnejšia antikorózna ochrana povrchu kovových výrobkov. Tepelne difúzny zinkový povlak je vo vzťahu k železným kovom anodický a elektrochemicky chráni oceľ pred koróziou. Má silnú priľnavosť (priľnavosť) k základnému kovu v dôsledku vzájomnej difúzie železa a zinku v povrchových intermetalických fázach, preto nedochádza k odlupovaniu a štiepeniu povlakov pri nárazoch, mechanickom zaťažení a deformáciách spracovaných výrobkov.

Difúzne zinkovanie, uskutočňované z plynnej alebo plynnej fázy pri vysokých teplotách (375 - 850 ° C) alebo pomocou vákua (pri teplotách od 250 ° C), sa používa na poťahovanie spojovacích materiálov, potrubí, tvaroviek a iných štruktúr. Výrazne zvyšuje odolnosť ocele, liatinových výrobkov v prostrediach obsahujúcich sírovodík (vrátane proti koróznym trhlinám spôsobeným sírovodíkovým namáhaním), priemyselnej atmosfére, morskej vode atď. Hrúbka difúznej vrstvy závisí od teploty, času, spôsobu zinkovania a môže byť 0,01-1, 5 mm. Moderný proces difúzneho pozinkovania umožňuje vytvoriť povlak na závitových povrchoch spojovacích prvkov bez toho, aby bolo potrebné komplikovať ich následné líčenie. Mikrotvrdosť poťahovej vrstvy je Hμ = 4000 - 5 000 MPa. Difúzny zinkový povlak tiež výrazne zlepšuje tepelnú odolnosť oceľových a liatinových výrobkov pri teplotách až 700 ° C. Je možné získať legované difúzne zinkové povlaky, ktoré sa používajú na zlepšenie ich prevádzkových vlastností.

Kadmium

Natieranie oceľových dielov kadmiom sa vykonáva podobnými metódami ako zinkovanie, ale dáva viac silná obrana najmä v morskej vode. Vzhľadom na značnú toxicitu kadmia a jeho vysoké náklady sa používa oveľa menej často.

Chrómovanie

Korózia zhoršuje výkonnosť potrubí.

Ekonomické straty spôsobené koróziou kovov sú obrovské. V USA podľa najnovších údajov NACE [škody na korózii a náklady na boj s nimi dosiahli 3,1% HDP (276 miliárd dolárov). V Nemecku tieto škody predstavovali 2,8% HDP. Podľa odborníkov z rôznych krajín dosahujú tieto straty v priemyselných krajinách 2 až 4% hrubého národného produktu. Kovové straty, vrátane hmotnosti zlyhaných kovových konštrukcií, výrobkov, zariadení, zároveň predstavujú 10 až 20% ročnej výroby ocele.

Zrútenie Strieborného mosta.

Hrdza je jednou z najčastejších príčin havárií mosta. Pretože hrdza má oveľa väčší objem ako pôvodná hmotnosť železa, jej nahromadenie môže viesť k nerovnomernej priľnavosti konštrukčných častí k sebe. To spôsobilo, že sa most cez rieku Mianus zrútil v roku 1983, keď ložiská kladkostroja vo vnútri zhrdzaveli. Pri páde do rieky zahynuli traja vodiči. Vyšetrovanie ukázalo, že odtok cesty bol uzavretý a nečistený a splašková voda prenikla do pilierov mosta. 15. decembra 1967 sa Silver River, spájajúci Point Pleasant, Západná Virgínia a Canauga v štáte Ohio, nečakane zrútil do rieky Ohio. V čase zrútenia sa po moste pohybovalo 37 áut a 31 z nich s mostom spadlo. Štyridsaťšesť ľudí zomrelo a deväť sa ťažko zranilo. Okrem obetí a zranení bola zničená aj hlavná dopravná trasa medzi Západnou Virgíniou a Ohiom. Príčinou zrútenia bola korózia

Most Keenza v Pensylvánii bol v roku 2003 zničený tornádom predovšetkým kvôli hrdzaveniu centrálnych hlavných skrutiek, čo výrazne znížilo jeho stabilitu.

Domáca úloha

Zliatiny

Pozor !!!

Na získanie známky „3“ stačí dokončiť iba prvú časť práce, na získanie známky „4“ je potrebné dokončiť bez chýb celú časť práce na „3“ a tiež bez chýb všetka časť práce na značke „4“. Na získanie známky „5“ musíte vykonať všetku prácu bez chýb !!!

Hodnotenie „3“

1. Ktorý z kovov ako jednoduchá látka je náchylnejší na koróziu

1) 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s

2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1

3) 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3d 10 4 s 2

4) 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1

2. Chemickú koróziu spôsobuje

1) voda a kyslík

2) oxidy uhlíka a síry

3) roztoky soli

4) všetky vyššie uvedené faktory.

3. Keď sa Ni a Fe dostanú do kontaktu v kyslom roztoku

1) železo sa rozpustí

2) železo sa zotaví

3) nikel sa rozpustí

4) uvoľní sa kyslík

Hodnotenie „4“

4. Spôsoby ochrany proti korózii, pri ktorých sa do pracovného prostredia zavádzajú látky znižujúce agresivitu prostredia, nazývame

5. Spôsob ochrany proti korózii, pri ktorom je železný plech pokrytý vrstvou cínu

6. Najaktívnejšie koroduje

1) chemicky čisté železo

2) pocínované železo

3) technické železo

4) zliatina železa s titánom

Hodnotenie „5“

7. Legujúci prvok dodávajúci oceli odolnosť proti korózii

8. Hmotnosť medi uvoľnenej na doske umiestnenej v roztoku chloridu meďnatého, ak do reakcie vstúpil zinok s hmotnosťou 13 g

8. Hmota medi uvoľnenej na železnej platni umiestnenej v roztoku síranu meďnatého, ak do reakcie vstúpilo železo s hmotnosťou 11,2 g.

DEFINÍCIA

Pri kontakte s prostredím môže mnoho kovov, ako aj zliatiny na báze kovov, dôjsť k zničeniu v dôsledku chemickej interakcie (ORP s látkami v životnom prostredí). Tento proces sa nazýva korózii.

Rozlišujte medzi koróziou v plynoch (plynová korózia), ku ktorej dochádza pri vysokých teplotách v neprítomnosti vlhkosti na povrchu kovov, a elektrochemickou koróziou (korózia v roztokoch elektrolytov, ako aj korózia vo vlhkom prostredí). V dôsledku korózie plynu sa na povrchu kovov vytvára oxid, sulfid atď. filmy. Pecné armatúry a časti motora sú vystavené tomuto typu korózie. vnútorné spaľovanie atď.

V dôsledku elektrochemickej korózie môže oxidácia kovu viesť tak k tvorbe nerozpustných produktov, ako aj k prechodu kovu na roztok vo forme iónov. Tento typ korózie postihuje potrubia v zemi, podvodné časti lodí atď.

Akýkoľvek roztok elektrolytu je vodný roztok a voda obsahuje kyslík a vodík, ktoré je možné redukovať:

O 2 + 4H + + 4e = 2H20 (1)

2H + + 2e = H2 (2)

Tieto prvky sú oxidačné činidlá, ktoré spôsobujú elektrochemickú koróziu.

Pri písaní procesov, ktoré sa vyskytujú počas elektrochemickej korózie, je dôležité vziať do úvahy štandardné elektródové potenciály (EP). V neutrálnom prostredí je teda EP v procese 1 0,8 B, preto sú kovy v EP, ktoré sú menšie ako 0,8 B, podrobené oxidácii kyslíkom (kovy nachádzajúce sa v rade aktivity od jeho začiatku po striebro) .

EP postup 2 --0,41V, čo znamená, že iba tie kovy sú podrobené oxidácii vodíkom, ktorého potenciál je nižší ako -0,41V (kovy nachádzajúce sa v rade aktivity od jeho začiatku po kadmium).

Rýchlosť korózie je do značnej miery ovplyvnená nečistotami, ktoré tento alebo ten kov môže obsahovať. Ak teda kov obsahuje nekovové nečistoty a ich EF je vyšší ako EF kovu, rýchlosť korózie sa výrazne zvyšuje.

Druhy korózie

Existuje niekoľko typov korózie: atmosférická (korózia vo vlhkom vzduchu za normálnych podmienok), korózia v pôde, korózia s nerovnomerným prevzdušňovaním (prístup kyslíka k rôzne časti kovový výrobok v roztoku nie je rovnaký), kontaktná korózia (kontakt 2 kovov, s rôznymi EP v prostredí, kde je prítomná vlhkosť).

Počas korózie na elektródach (anóde a katóde) dochádza k elektrochemickým reakciám, ktoré je možné zapísať príslušnými rovnicami. V kyslom prostredí teda dochádza k elektrochemickej korózii s depolarizáciou vodíka, t.j. vodík sa vyvíja na katóde (1). V neutrálnom médiu dochádza k elektrochemickej korózii s depolarizáciou kyslíka - voda sa na katóde redukuje (2).

K (katóda) ( +): 2H + + 2e = H 2 - redukcia (1)

А (anóda) ( -): Me - ne → Me n + - oxidácia

K (katóda) ( +): O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - - redukcia (2)

V prípade atmosférickej korózie dochádza k nasledujúcim elektrochemickým reakciám na elektródach (navyše na katóde môžu v závislosti od média nastať rôzne procesy):

А (anóda) (-): Ja → Me n + + ne

K (katóda) ( +): O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - (v zásaditom a neutrálnom médiu)

K (katóda) ( +): O 2 + 4H + + 4e → 2H 2 O (v kyslom prostredí)

Ochrana proti korózii

Na ochranu pred koróziou sa používajú nasledujúce metódy: použitie chemicky odolných zliatin; ochrana povrchu kovov nátermi, ktoré sa najčastejšie používajú ako kovy, ktoré sú na vzduchu pokryté oxidovými filmami, ktoré sú odolné voči pôsobeniu vonkajšieho prostredia; ošetrenie korozívneho prostredia; elektrochemické metódy (katodická ochrana, ochranná metóda).

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

PRÍKLAD 2

Úloha

Časť pozostáva zo zliatiny železa a niklu. Ktorý kov rýchlejšie koroduje? Napíšte rovnice anodických a katodických procesov v atmosférickej korózii. Hodnoty štandardných elektródových potenciálov E (Fe 2+ / Fe) = - 0,444V, E (Ni 2+ / Ni) = -0,250V.

Riešenie

Primárne vystavený korózii aktívne kovy(vlastniť najviac záporné hodnotyštandardné elektródové potenciály), v tomto prípade ide o železo.

Mnoho materiálov je v dôsledku ich pôsobenia náchylných na koróziu, napríklad kov, keramika, drevo. Tento účinok sa spravidla dosahuje kvôli nestabilite štruktúry, ktorá je ovplyvnená termodynamikou. životné prostredie... V článku podrobne pochopíme, čo je to kovová korózia, aké typy má a ako sa pred ňou môžete chrániť.

Niektoré všeobecné informácie

Slovo „hrdza“ je medzi ľuďmi veľmi obľúbené, čo znamená proces korózie kovu a rôznych zliatin. Ľudia na označenie polymérov používajú výraz „starnutie“. V skutočnosti sú tieto slová synonymné. Najlepším príkladom je starnutie gumových výrobkov, ktoré aktívne interagujú s kyslíkom. Niektorí plastové výrobky v dôsledku zrážok sa môžu rýchlo stať nepoužiteľnými. Ako rýchlo proces korózie nastane, závisí úplne od podmienok, v ktorých je výrobok umiestnený. Ovplyvnená je najmä vlhkosť prostredia. Čím vyšší je jeho indikátor, tým rýchlejšie sa kov stane nepoužiteľným. Experimentálne vedci zistili, že asi 10% výrobkov vo výrobe je jednoducho odpísaných kvôli korózii. Typy tohto procesu sú rôzne, ich klasifikácia závisí od typu prostredia, v ktorom sa výrobky nachádzajú, od rýchlosti a charakteru toku. Ďalej budeme podrobnejšie zvažovať typy korózie. Teraz by každý mal pochopiť, čo je korózia kovu.

Umelé starnutie

Korózny proces nie je vždy deštruktívny a spôsobuje, že niektoré materiály sú nepoužiteľné. V dôsledku korózie sa v povlaku často objavia ďalšie vlastnosti, nevyhnutné pre osobu... Preto sa stala populárnou umelé starnutie... Najčastejšie sa používa, ak prichádza o hliníku a titáne. Len s pomocou korózie sa dá dosiahnuť zvýšená sila materiály. Na správne dokončenie procesu ničenia je potrebné použiť tepelné spracovanie. Vzhľadom na to, že prirodzené starnutie materiálov v niektorých podmienkach je dosť pomalý proces, nie je potrebné objasňovať, že pri použití tejto metódy musí mať materiál špeciálne tvrdnutie. Musíte tiež porozumieť všetkým rizikám, ktoré sú s touto metódou spojené. Napríklad, hoci sa pevnosť materiálu zvyšuje, plasticita sa znižuje čo najviac. Teraz bude čitateľ schopný ľahko odpovedať na otázku, čo je korózia umelého kovu.

Recenzie o tepelnom spracovaní

Táto metóda stláča molekuly materiálu, respektíve sa mení štruktúra. Na posilnenie potrubí je často potrebná tepelná ochrana, pretože chráni materiál pred hrdzou a tiež minimalizuje tlak, ktorý je na konštrukciu vyvíjaný, ak je v podzemí. Používatelia tejto techniky zanechávajú recenzie, ktoré to popisujú táto metóda ochrana je čo najefektívnejšia a skutočne ukazuje pekné výsledky... Odporúča sa používať takéto spracovanie iba v priemyselnej oblasti. Vzhľadom k tomu, že komory pre streľbu a vykonávanie ďalších procesov sú povinné získať spoľahlivá ochrana, sú drahé, metóda nie je populárna. Táto ochrana kovu proti korózii je celkom účinná.

Klasifikácia

V súčasnej dobe existuje viac ako 20 možností hrdzavenia. V článku budú popísané iba najobľúbenejšie druhy korózie. Obvykle sú rozdelené do nasledujúcich skupín, ktoré pomôžu podrobnejšie porozumieť tomu, čo je korózia kovov.

Chemická korózia je interakcia s korozívnym prostredím. V tomto prípade dochádza k oxidácii kovu a redukcii oxidantu súčasne v jednom cykle. Oba materiály nie sú oddelené priestorom. Zvážte iné typy korózie kovov.

Elektrochemická korózia je interakcia kovu s elektrolytom. Atómy sa ionizujú, oxidačné činidlo sa redukuje a tieto dva procesy prebiehajú v niekoľkých cykloch. Ich rýchlosť závisí úplne od potenciálu elektród.

Pri plynovej korózii dochádza k hrdzaveniu kovu s malým obsahom kvapaliny. Vlhkosť by nemala prekročiť 0,1%. To isté daný pohľad môže dôjsť ku korózii v plynné prostredie pri vysokých teplotách. Tento druh sa najčastejšie nachádza v priemysle spojenom s chemickou sférou a rafináciou ropy.

Okrem vyššie uvedeného existuje mnoho ďalších typov korózie materiálu. Existujú biologické, cielené, kontaktné, lokálne a iné druhy hrdzavenia.

Elektrochemická korózia a jej vlastnosti

V prípade elektrochemickej korózie dochádza k zničeniu materiálu v dôsledku jeho kontaktu s elektrolytom. Poslednou látkou môže byť kondenzát, dažďová voda. Je potrebné poznamenať, že čím viac solí je v kvapaline, tým vyššia je elektrická vodivosť. Korózny proces bude teda prebiehať pomerne rýchlo. Ak hovoríme o najobľúbenejších miestach náchylných na koróziu, nity v kovová konštrukcia, zvárané spoje ako aj len miesta, kde je materiál poškodený. Stáva sa, že zliatina železa je pri vytváraní potiahnutá špeciálnymi látkami, ktoré majú antikorózne vlastnosti. To však nezabráni procesu hrdzavenia, ale iba ho spomalí. Pozinkovanie možno nazvať dosť nápadným príkladom. V porovnaní so železom má zinok negatívny potenciál. Kvôli tomu najnovší materiál sa zotaví a zinok sa poškodí. Ak je na povrchu oxidový film, proces ničenia bude dlhý. Elektrochemická korózia má niekoľko typov, ale treba poznamenať, že všetky sú nebezpečné a spravidla nie je možné zastaviť tento typ kovovej korózie.

Chemická korózia

Chemická korózia je celkom bežná. Ak si napríklad človek všimne strusku, musí pochopiť, že sa to ukázalo ako dôsledok kombinácie kovu, tj. Interakcie s kyslíkom. Spravidla platí, že ak je teplota okolia vysoká, proces korózie sa výrazne urýchli. Tekutina sa môže podieľať na hrdzavení, to znamená voda, soľ, akékoľvek kyslé alebo zásadité roztoky solí. Pokiaľ ide o chemickú koróziu kovov, ako je meď alebo zinok, ich oxidácia vedie k stabilnému procesu korózie filmu. Zvyšok tvorí oxid železitý. Ďalej všetky chemické procesy, ktoré nastanú, povedú k vzniku hrdze. V žiadnom prípade neposkytne ochranu, ale naopak podporuje koróziu. Pomocou pozinkovania je možné v súčasnej dobe chrániť mnoho materiálov. Boli vyvinuté aj iné prostriedky ochrany proti chemickej korózii kovov.

Druhy korózie betónu

Krehkosť betónu môže byť spôsobená jedným z troch typov korózie. Zmeny v štruktúre daného materiálu sú celkom bežné. Zvážte, prečo sa to deje.

Najbežnejším typom korózie je zničenie cementového kameňa. K tomu spravidla dochádza, keď na materiál neustále pôsobia kvapalné a atmosférické zrážky. Z tohto dôvodu je štruktúra materiálu zničená. Nižšie sú ďalšie podrobné príklady korózia kovov:

Interakcia s kyselinami. Ak je cementový kameň neustále pod vplyvom týchto materiálov, vytvorí sa pomerne agresívny prvok, ktorý je pre povlak škodlivý. Toto je hydrogenuhličitan vápenatý.
Kryštalizácia ťažko rozpustných látok. Tu ide o koróziu. Vzhľadom na to, že huby, spóry a ďalšie látky vstupujú do pórov, betónová dlažba sa začne rýchlo zhoršovať.

Korózia: metódy ochrany

Výrobcovia kvôli korózii často trpia obrovskými stratami, preto sa pracuje na tom, aby sa tomuto procesu zabránilo. Okrem toho je potrebné poznamenať, že korózii sa často nehodí samotný kov, ale obrovské kovové konštrukcie. Výrobcovia vynakladajú na ich výrobu nemalé peniaze. Poskytnúť 100% ochranu je bohužiaľ takmer nemožné. Ak je však povrch náležite chránený, tj. Abrazívnym otryskaním, môže byť proces korózie oneskorený o niekoľko rokov. Tiež s ním bojujú farby a laky. Spoľahlivo chráni materiál. Ak je kov v podzemí, musí byť spracovaný špeciálnymi materiálmi. Toto je jediný spôsob, ako dosiahnuť maximálnu ochranu kovu pred koróziou.

Opatrenia proti starnutiu

Ako bolo uvedené vyššie, proces korózie nemožno zastaviť. Môžete však maximalizovať čas potrebný na rozpad materiálu. Vo výrobe sa tiež spravidla pokúšajú čo najviac zbaviť faktorov, ktoré ovplyvňujú proces starnutia. Napríklad v továrňach je každá štruktúra pravidelne ošetrovaná roztokmi a leštidlami. Sú to tí, od ktorých šetria materiál negatívny vplyv na kov z mechanických, teplotných a chemických podmienok. Aby ste to pochopili podrobnejšie, mali by ste si preštudovať definíciu korózie kovov. Ak hovoríme o spomalení účinku starnutia, potom treba poznamenať, že na to je možné použiť tepelné spracovanie. Za normálnych prevádzkových podmienok táto metóda maximalizuje zabránenie rýchlej deštrukcii materiálu. Zvárači používajú vypaľovanie pri teplote 650 stupňov, aby sa švy na výrobku nerozptýlili. Táto technika zníži intenzitu starnutia.

Aktívne a pasívne metódy boja

Aktívne metódy boja proti koróznym prácam zmenou štruktúry elektrického poľa. Na to je potrebné použiť jednosmerný prúd. Napätie musí byť také, aby mal výrobok zvýšené vlastnosti. Pomerne populárnou metódou by bolo použitie „obetnej“ anódy. Chráni materiál vlastnou deštrukciou. Korózne podmienky pre kovy sú popísané vyššie.

Pokiaľ ide o pasívnu ochranu, používa sa na to náterová farba. Úplne chráni výrobok pred vniknutím kvapaliny a kyslíka. Vďaka tomu je povrch maximálne chránený pred zničením. Malo by sa použiť postrek zinku, medi, niklu. Aj keď je vrstva vážne zničená, bude stále chrániť kov pred hrdzavením. Samozrejme, musíte pochopiť, že metódy pasívnej ochrany budú relevantné iba vtedy, ak na povrchu nie sú praskliny alebo triesky.

Recenzie na ochranu kovov pred náterom

V súčasnej dobe je ochrana laku veľmi populárna. Je efektívny, flexibilný a lacný. Ak je však potrebné dlhodobé používanie kovovej konštrukcie, potom tento spôsob ochrany nebude fungovať. Náterové farby a laky nebudú schopné chrániť materiál viac ako 7-8 rokov. Podľa toho budú musieť byť aktualizované. S najväčšou pravdepodobnosťou budete musieť vykonať obnovu a vymeniť povrch materiálu. Medzi ďalšie nevýhody tohto povlaku patria obmedzenia z hľadiska použitia. Ak je potrebné vystužiť rúry, ktoré sú pod zemou alebo vodou, potom ochrana farby nebude fungovať. Preto by sa malo chápať, že ak je potrebné, aby sa konštrukcia používala viac ako 10 rokov, mali by ste sa uchýliť k iným metódam ochrany.

Detailné zinkovanie

Po zvážení hlavných typov korózie je tiež potrebné prediskutovať najúčinnejšie metódy ochrany. Jeden z nich možno nazvať pozinkovaním. Umožňuje vám chrániť materiál pred vážnym poškodením zmenou fyzikálnych a chemických vlastností. V súčasnosti je táto metóda považovaná za ekonomickú a efektívnu, pretože takmer 40% všetkého extrahovaného materiálu na Zemi sa vynakladá na spracovanie zinku. Je dôležité ošetriť materiál antikoróznym náterom.

Zinkovanie sa vykonáva pre oceľové plechy, spojovacie prvky, zariadenia a obrovské kovové konštrukcie. Vo všeobecnosti môže takéto striekanie chrániť výrobky akejkoľvek veľkosti a tvaru. Zinok nemá žiadny dekoratívny účel, aj keď ho možno príležitostne pridať do zliatiny, aby získal lesk. Vo všeobecnosti musíte pochopiť, že tento kov poskytne maximálnu ochranu proti korózii aj v tých najagresívnejších podmienkach.

Vlastnosti výrobkov na ochranu proti hrdzi

Pri práci s kovom každá osoba chápe, že pred nanesením ochranných materiálov je potrebné povrch pripraviť. V tejto fáze často spočívajú všetky ťažkosti. Aby sa vytvorila špeciálna bariéra, ktorá umožní hrdzi dostať sa do kovu, je potrebné zaviesť koncept zmesi. Vďaka nemu sa v súprave vytvorí protikorózna ochrana. V tomto prípade dôjde k elektrickej izolácii. Ochrana proti korózii železných kovov je spravidla dosť náročná.

Vzhľadom na špecifiká použitia rôznych prostriedkov na ochranu je potrebné porozumieť prevádzkovým podmienkam materiálu. Ak bude kov umiestnený pod zemou, potom je potrebné použiť viacvrstvové povlaky, ktoré budú mať nielen protikorózne vlastnosti, ale aj zvýšenú ochranu pred mechanické poškodenie... Ak hovoríme o komunikáciách, ktoré aktívne interagujú s kyslíkom a plynmi, mal by sa použiť nástroj, ktorý minimalizuje účinok vody a kyslíka. V súlade s tým sa bude zvýšená pozornosť výrobcu venovať izolácii od vlhkosti, pary a nízke teploty... V tomto prípade by sa mali pridať aditíva a špeciálne zmäkčovadlá, pretože príčiny korózie kovov sú rôzne a mali by byť chránené pred všetkými druhmi.

Zmes "Urizol"

Zmes Urizolu by sa mala posudzovať oddelene, pretože sa používa na obaľovanie potrubia. Je tiež vhodný pre armatúry, armatúry, ventilové zostavy a výrobky, ktoré sú neustále v kontakte s olejom alebo plynmi. Táto kompozícia je potrebná na to, aby sa zbavila vplyvu podzemných a atmosférických vplyvov. Táto zmes sa často používa aj na izoláciu betónové materiály... Táto látka sa nanáša veľmi jednoducho, bez akýchkoľvek ťažkostí. Na ošetrenie povrchu je potrebné použiť striekaciu pištoľ. Toto je jediný spôsob, ako sa vyhnúť korózii kovov a zliatin podobných výrobkov. Akonáhle sa zložky spoja, reakcia začne. To vytvára polymočovinu. Potom sa zmes zmení na gélovitý a netečúci stav a po určitom čase stuhne. Ak je rýchlosť polymerizácie pomalá, začnú sa vytvárať šmuhy. Sú škodlivé, pretože sťažujú vytváranie hrúbky povlaku. Treba poznamenať, že táto zmes zostáva dlho lepkavá. Z tohto dôvodu budú všetky vrstvy čo najrovnomernejšie a merania medziľahlých hrúbok budú navzájom rovnaké. Ak je polymerizačný proces príliš rýchly, adhézia kompozície sa zníži. V tomto prípade bude hrúbka výslednej vrstvy na izoláciu nerovnomerná. Mimochodom, striekacia pištoľ sa rýchlo upchá, ak je rýchlosť nanášania príliš vysoká. Faktory korózie pre kovy sa nezobrazia, ak je všetko vykonané správne. Aby sa predišlo takýmto situáciám, je potrebné starostlivo vybrať komponenty a dodržiavať výrobné pravidlá.

Farby a smalty

Ochranu kovoplastových štruktúr je možné vykonať tromi spôsobmi.

Farby a laky už boli popísané. Sú jednoduché, majú rôzne farby a ľahko si poradia s obrovskými povrchmi. Pretože je proces korózie kovu pomerne rýchly, mali by ste okamžite premýšľať o nátere materiálmi.

Druhým typom sú plastové nátery. Obvykle sú vyrobené z nylonu, PVC. Tento povlak poskytne maximálnu ochranu pred vodou, kyselinami a zásadami.

Tretím typom je pogumovanie. Často sa používa na ochranu nádrží a iných štruktúr zvnútra.

Fosfátovanie a chromátovanie

Kovový povrch musí byť na ochranný proces riadne pripravený. Aké metódy sa použijú, závisí úplne od typu povrchu. Napríklad železné kovy sú chránené fosfátovaním. Farebné kovy je možné spracovať oboma spôsobmi. Vo všeobecnosti, ak hovoríme o chemickej príprave, je potrebné objasniť, že prebieha v niekoľkých fázach. Na začiatok je povrch odmastený. Potom sa premyje vodou. Ďalej sa použije konverzná vrstva. Potom sa znova premyje dvoma druhmi vody: pitnou a demineralizovanou. Ďalej zostáva pasivovať. Chemické ošetrenie by sa malo vykonávať striekaním, ponorením, metódou pary a vodného lúča. Prvé dve metódy je potrebné použiť pomocou špeciálnych jednotiek, ktoré úplne pripravia povrch na prácu. Je potrebné rozhodnúť sa, akú metódu zvoliť, v závislosti od veľkosti, konfigurácie produktu atď. Aby sme lepšie porozumeli tomuto problému, mali by sme poznať reakčné rovnice pre koróziu kovov.

Záver

Tento článok popisuje, čo je korózia a aké typy má. Teraz, po prečítaní tohto článku, bude každá osoba schopná pochopiť, ako chrániť akýkoľvek materiál pred starnutím. Celkovo je to celkom jednoduché, pretože viete všetko potrebné pokyny... Hlavnou vecou je porozumieť všetkým charakteristikám prostredia, v ktorom sa materiál používa. Ak sú výrobky umiestnené na mieste, kde dochádza k konštantným vibráciám, a existuje tiež silné zaťaženie, potom na lakovanie objavia sa praskliny. Z tohto dôvodu do kovu vnikne vlhkosť, respektíve okamžite začne proces korózie. V takýchto prípadoch je lepšie použiť dodatočne gumové tmely a tesnenia, potom bude povlak trvať o niečo dlhšie.

Okrem toho je potrebné povedať, že štruktúra s predčasnou deformáciou sa rýchlo zhorší a starne. V dôsledku toho to môže viesť k úplne nepredvídaným okolnostiam. To spôsobí materiálne škody a môže spôsobiť smrť osoby. Preto by sa mala venovať osobitná pozornosť ochrane proti korózii.