О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФИМ / ТНГМ / Курсовая работа "Защита от коррозий"

(автор - student, добавлено - 26-05-2014, 23:29)

СКАЧАТЬ:  zaschita-ot-korrozii.zip [295,27 Kb] (cкачиваний: 53)

 

 

1..Механизм электрохимической коррозии

1. 1. Определение электрохимической коррозии металлов

Электрохимическая коррозия металлов представляет собой самопроиз­вольное разрушение металлических материалов вследствие электрохимическо­го взаимодействия их с окружающей электролитически проводящей средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного ком­понента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят

от величины электродного потенциала металла.

Этот тип коррозии наиболее распространен. Он имеет место при взаимо­действии металлов с жидкими электролитами (водой, водными растворами со­лей, кислот и щелочей, расплавами солей и щелочей). Чтобы ион - атомы мог­ли покинуть поверхность металла, необходимо приложить энергию, достаточ­ную для разрыва связи между ион - атомом и электронами. Таким источником энергии при электрохимической коррозии является процесс гидратации.

1. 2. Гидратация ионов

Недиссоциированные молекулы воды не являются электрически нейтраль­ными частицами (рис. 8).

 

По причине асимметрии ионов водорода центры тяжести положитель­ных и отрицательных зарядов не совпадают. Наличие в молекуле воды двух по­люсов - положительного и отрицательного - создает силовое поле. Такие моле­кулы называются полярными, в электрическом поле они ведут себя как диполи (рис. 9).

В связи с образованием достаточно прочных связей между частицами подвижность гидратированных ионов значительно уменьшается.

 

1. 3. Процессы, протекающие на границе "металл- электролит"

Способность ион - атома переходить в раствор электролита различна у разных металлов. Ион - атомы металла могут переходить в раствор, если энер­гия гидратации ионов достаточна для разрыва связи между ион - атомами и электронами. При этом на поверхности металла остается эквивалентное коли­чество электронов, которые сообщают металлу отрицательный заряд. Этот за­ряд вызывает электростатическое притяжение между положительно заряжен­ными ион - атомами металла, перешедшими в раствор, и поверхностью метал­ла. Образуется двойной электрический слой, устанавливается некоторая раз­ность потенциалов между металлом и раствором электролита (рис. 10, а).

Если энергия гидратации недостаточна для разрыва связей между ион -атомами и электронами, т. е. энергия «металлической» связи в кристаллической решетке превышает энергию гидратации, то на поверхности металла могут раз­ряжаться катионы из раствора. Поверхность металла при этом приобретает по­ложительные заряды, которые с анионами раствора также образуют двойной электрический слой (рис. 10, б).

 

Рассмотрим условия равновесия между металлом и раствором соли того же металла.

Ион - атомы, находящиеся на поверхности металла, гидратируются и пе­реходят в виде катионов в раствор, а катионы из раствора осаждаются на по­верхности металла. Скорости первого и второго процессов зависят соответст­венно от концентрации катионов в растворе. Если скорость первого процесса больше, чем второго, то в растворе у поверхности электродов появится избы­точное количество катионов, и раствор зарядится положительно. При этом сама поверхность металла зарядится отрицательно за счет избыточных электронов, оставшихся после перехода в раствор части ион - атомов металла.

По мере накопления отрицательных зарядов на поверхности металла число катионов, переходящих в раствор в единицу времени, уменьшается, а число катионов, освобождающихся из раствора, увеличивается. При наступле­нии динамического равновесия растворение металла прекратится. Количество электричества, участвующее в такой реакции обмена в единицу времени, назы­вается током обмена.

Если скорость осаждения катионов на поверхности металла больше скорости перехода ион - атомов в раствор, то поверхность металла заряжается по­ложительно за счет перешедших на нее катионов, а раствор у поверхности ме­талла заряжается отрицательно в связи с избытком анионов, оставшихся после ухода части катионов из раствора. Опять создается равновесие. Коррозионный процесс приостанавливается. Для его беспрепятственного протекания необхо­димо постоянное нарушение двойного электрического слоя за счет удаления из него электронов или ионов.

1. 4. Первичные коррозионные реакции

При электрохимической коррозии, в отличие от химической, имеет ме­сто перенос электрических зарядов. Согласно классической теории электро­химической коррозии коррозионный процесс возникает в результате работы множества короткозамкнутых гальванических элементов ( рис. 11 ) образую­щихся вследствие неоднородности металла (структурной, из-за влияния приме­сей) или окружающей среды (различие в составе, температуре на поверхности раздела фаз и т.д.).

Общая реакция взаимодействия металла со средой в этом случае может

быть разделена на самостоятельные процессы:

- анодный (окислительный) процесс - переход металлических ионов (Me) в рас­твор с образованием гидратированных ионов и соответствующего количества избыточных электронов (е) на поверхности металла:

 

- катодный ( восстановительный ) процесс - ассимиляция избыточных электро­нов ионами, атомами или молекулами электролита ( деполяризаторами D), ко­торые при этом восстанавливаются:

 

- процесс протекания электронов по металлу от анодных участков к катодным и соответствующее перемещение катионов и анионов в растворе.

 

1.5. Типы коррозионных элементов 

Все коррозионные элементы можно разделить на три группы:

1.  Элементы, состоящие из двух разных металлов, погруженных в рас­творы различных электролитов.

2.  Элементы, образованные при погружении электродов из одного и то­го же металла в растворы   различных электролитов или в растворы одного электролита, различающиеся концентрацией, температурой, интенсивностью перемешивания и др.

3.  Элементы, образующиеся при погружении двух разных металлов в раствор одного и того же электролита.

На практике чаще всего приходится иметь дело с элементами третьего типа. Возникновение коррозионных элементов происходит не только при кон­такте разнородных металлов, но и при воздействии электролита на один и тот же металл, отличающийся на различных участках физической или химической неоднородностью. Примеры коррозионных гальванических элементов приведе­ны на рис. 12.

 

а - включения с отличающимися электродными потенциалами; б - границы блоков мозаики и зерен могут быть и катодами, и анодами; в - металл в порах защитных пленок является анодом; г - более деформированные участки металла являются анодами; д - более напряженные участки металла являются анодами; е - участки металла, соприкасающиеся с более концентрированными раствора­ми солей с активными анионами, являются анодами

 

 

2.Термодинамическая оценка химической коррозии металлов

1.2. Механизм химической коррозии

1.2.1. Определение и сущность химической коррозии

Химическая коррозия металлов представляет собой самопроизвольное разрушение металлов вследствие химической реакции их со средой - неэлек­тролитом, при которой окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды происходят в одном акте.

Химическая коррозия возникает при взаимодействии металла (Me) с аг­рессивным компонентом коррозионной среды (X) по реакции

Me   +  >   МеХ (продукт коррозии).

Продукты коррозии образуются непосредственно на поверхности ме­талла. Механизм химической коррозии сводится к диффузии атомов или ионов металла сквозь постепенно утолщающуюся пленку продуктов коррозии и встречной диффузии атомов или ионов газа или жидкости. Скорость и харак­тер химической коррозии определяется поэтому свойствами возникающих пленок.

1.2.2. Защитные пленки на металлах

При образовании сплошной, плотной и прочно сцепленной с металлом защитной пленки скорость коррозионного процесса со временем замедляется и может упасть до нуля.

Необходимым условием формирования сплошной оксидной пленки на поверхности металлов является превышение объема образующегося химиче­ского соединения ( Vok) над объемом металла, из которого оно возникло (Уме):

 

Если это отношение меньше единицы, то нельзя ожидать образования сплошных пленок, которые смогли бы затормозить коррозию.

Однако если объем образующегося оксида намного превышает объем леталла, то защитные свойства пленки снижаются из-за появления в ней значи­тельных внутренних напряжений, которые могут нарушить сплошность пленки 1ли привести к отслаиванию ее от основы.

В качестве верхней границы отношения объемов принимается

 

Таким образом, ориентировочно можно считать, что достаточно хоро­шими защитными свойствами обладают пленки на металлах при соблюдении условия

 

Отношение

 

определяется из выражения

 

 

где М - молекулярная масса оксида; рме- плотность металла; т- число атомов металла в молекуле оксида; А-   атомная масса металла; рок- плотность оксида.

В табл. 1 приведены данные для оксидов некоторых металлов. В зависимости от природы металлов и образующихся оксидов рост тол­щины пленки с течением времени может происходить по линейному {Са, Mg), параболическому (Fe, Cd, Си, Ni) или логарифмическому законам. Изменение условий химической коррозии может изменить характер кривой для данного металла.

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 Защитные свойства оксидных пленок

Металл

Оксид

 

Оценка     химиче­ской     стойкости

К

K2O

0,45

Пленки     оксидов

Mg

MgO

0,81

пористые,   металлы быстро окисляются.

Al

AhO3

1,28

Пленки     оксидов

Ti

Ti2O3

1,48

сплошные, металлы

Ni

NiO

1,65

сравнительно      ус-

Fe

Fe2O3

2,14

тойчивые.

1.2.3. Напряжения в защитных пленках

В защитных пленках на металлах по разным причинам могут возникать напряжения: -  внутренние  сжимающие  напряжения,  возникающие  при росте  оксидной

пленки, когда

 

(рис. 3,а);

-  внутренние напряжения сжатия   на неровной поверхности металла, обра­зующие отрывающие усилия (рис. 3,6);

-  внутренние напряжения, возникающие при изменении температуры за счет разных коэффициентов линейного и объемного расширения металла и оксид­ной пленки;

- механические напряжения, возникающие при работе детали в реальной кон­струкции.

 

На сохранность пленок на металлах влияет целый ряд факторов:

-  величина и характер внутренних напряжений и внешних нагрузок;

-  механические свойства защитной пленки (прочность, пластичность);

-  прочность сцепления защитной пленки с металлом (адгезия).

 

3. Условия протекания и особенности подземной коррозии металлических кон­струкций 

Особенности подземной коррозии

Грунт представляет собой сложную неоднородную пористую систему, состоящую из твердых (гравий, песок, пыль, ил, перегной), жидких (вода), газо­вых (воздух, газы) компонентов. Почва и грунт обладают ионной электропроводимостью, что приводит к электрохимической коррозии подземных металли­ческих конструкций.

Наиболее распространенным катодным процессом в подземных услови­ях является кислородная деполяризация с преобладанием торможения диффу­зии кислорода к металлу. В сильно кислых грунтах может происходить и водо­родная деполяризация.

Влияние различных факторов на подземную коррозию металлов

- Влажность почвы (рис.29). Часто металлические конструкции, находящиеся ниже уровня грунтовых вод, имеют минимальные коррозионные разрушения, что объясняется ограниченным доступом кислорода к металлу.

 

Воздухопроницаемость грунтов зависит не только от влажности, но и от со­става грунтов, от его плотности и т.д. Коррозия в увлажненной глине проте­кает медленнее, чем в песке, однако в переходной зоне песок-глина часто разрушается интенсивнее участок конструкции, расположенной в глине (рис.30).

 

- Электропроводность грунтов зависит от их влажности, состава и количества солей, структуры грунта. Величину удельного электрического сопротивления часто принимают за основной критерий ее коррозионной агрессивности (табл. 5).

Таблица 5 Оценка коррозионной агрессивности почвы

Удельное электрическое сопротивление почвы, Ом-м

Коррозионная агрессив­ность почвы

<2-105

очень велика

(2...5>105

большая

(5...10)105

средняя

>105

небольшая

Кислотность грунта. Водородный показатель рН грунтов может колебаться в пределах значений 3...12. Кислыми почвы становятся вследствие присутствия угольной или органических кислот, щелочными - в присутствии известняка, карбонатов натрия или калия. В кислых почвах коррозия металлов может про­текать с водородной деполяризацией.

-    Химические соединения. В почвах могут содержаться- минеральные соли (хлориды, сульфаты, карбонаты, нитраты натрия, калия, кальция, магния), ор­ганические кислоты (образуются при разложении органических веществ), газы (воздух, сероводород, углекислый газ). В зависимости от количества и соотно­шения химических соединений коррозия может протекать по-разному.

-   Микроорганизмы. Иногда в слабоаэрируемых нейтральных почвах наблюда­ется очень интенсивная коррозия стальных конструкций. Выяснено, что причи­ной этого является жизнедеятельность некоторых типов бактерий. В результате жизнедеятельности анаэробных бактерий (развивающихся в бескислородной почве) образуются сульфиды, которые действуют как депассиваторы, ускоряя коррозию иногда в 20 раз. Благодаря жизнедеятельности аэробных бактерий в конечном счете образуется серная кислота, которая также приводит к усилению коррозии.

Блуждающие токи

Основные методы защиты от подземной коррозии

К числу основных видов защиты подземных конструкций относятся:

-  использование коррозионно-стойких в почвах металлов, сплавов и мате­риалов;

-  применение защитных покрытий, преимущественно неметаллических (ла­кокрасочных, пластмассовых, битумных и др.);

- электрохимическая защита (катодная, протекторная, электродренажная);

-  обработка коррозионной среды (применение замедлителей коррозии, за­сыпка траншей инертными веществами и т. д.).

 

4. Технологическая последовательность работ при футеровании оборудова­ния штучными кислотоупорными материалами.

Для каждой конструкции выбор системы защиты от коррозии зависит от характера и технологических параметров среды, с которой она будет контакти­ровать. При этом следует принимать во внимание не только ее подробный со­став, но также и возможные изменения состава во время работы конструкции.

Например, срок службы кровель, изготовленных из оцинкованной стали, в чистом воздухе оценивается в 15...20 лет, однако невдалеке от химического

предприятия этот срок может уменьшиться до 5 лет. В последнем случае необ­ходимо предусмотреть дополнительные средства защиты, например, нанесение лакокрасочных покрытий.

Влияние технологических параметров на интенсивность коррозионных процессов должно приниматься во внимание при проектировании конструкций и оборудования. Однако нередко возникает необходимость корректировки ре­жимов эксплуатации уже на действующих объектах. В некоторых случаях бы­вает легче использовать какой-либо технологический прием, чем применять весьма дорогие средства защиты от коррозии. Изменением технологических параметров (температуры, давления, состава и т. д.) можно добиться сущест­венного снижения скорости коррозионного процесса.

Так, влажный воздух внутри помещений способствует коррозии стальных предметов. Применение кондиционеров или эффективной вентиляции приводит к изменению среды, которая становится достаточно сухой, в результате ско­рость коррозии значительно снижается. Этим способом можно предотвращать коррозию на складах, в производственных помещениях. К аналогичным мето­дам следует отнести обеспыливание среды, так как осаждение пыли на поверх­ности металлических изделий благоприятствует конденсации водяных паров и инициирует коррозию.

Имеется много примеров эффективности технологических приемов, при­водящих к уменьшению скорости коррозии. Применение дополнительной очи­стки отработанной серной кислоты на одном из заводов позволило значительно повысить производительность оборудования, снизив тем самым продолжитель­ность воздействия коррозионной среды на оборудование и, следовательно, кор­розионные потери.

Ещё в одном производстве колонна ректификации часто выходила из строя потому, что продукт, который подается на питание этой колонны, имел большую кислотность. Дополнительная установка флорентийского сосуда, где происходит разделение хлорорганического слоя от кислоты, привела к более стабильной работе этой колонны.

На крупном нефтехимическом комбинате наблюдалась коррозия сталь­ных конструкций из-за колебаний в подаче в рабочую среду пассиватора - ки­слорода. В связи с этим подача кислорода была строго регламентирована, что привело к заметному снижению коррозии.

Имели место случаи успешных решений по уменьшению коррозии тех­нологического оборудования снижением температуры и давления в химических реакторах благодаря использованию соответствующих катализаторов.

Внедрение прогрессивных методов противокоррозионной защиты и тех­нологических мероприятий не могут служить полной гарантией надежной и долговечной работы заводского оборудования. Опыт эксплуатации произ­водств, особенно химических и нефтехимических, показывает, что на срок службы аппаратуры и коммуникаций оказывают существенное влияние ста­бильность работы установок, соблюдение технологического режима.

Установлено, что наибольший коррозионный износ оборудования наблю­дается при нестабильной работе цеха, установки. Отклонение от заданной тех­нологии, работа в пусковом и остановочном режимах способствуют созданию неблагоприятных в коррозионном отношении условий эксплуатации конструк­ционных материалов.

 

 

5. Методы ремонта защитных покрытий

Одним из самых распространенных и эффективных методов защиты ме­таллов от коррозии является нанесение различных защитных металлических или неметаллических покрытий. Защитные покрытия можно классифицировать следующим образом (рис. 69).

 

Металлические покрытия могут наноситься различными способами: гальваническим, горячим (окунанием), распылением (металлизацией), вакуум­ным напылением, плакированием (совместной прокаткой двух листов металла), химическим (осаждением из растворов).

Оксидные покрытия получаются в результате химического или электро­химического образования слоя оксидов на поверхности металла. Эти плёнки, как правило, толще естественных оксидных плёнок, их можно окрашивать или покрывать лаком для повышения защитных свойств.

Распространено оксидирование стали в щелочных растворах (вороне­ние). Оксидные покрытия на алюминии (и других металлах) можно получать электрохимическим путем (анодирование).

Фосфатные покрытия представляют собой плёнки фосфорнокислой соли железа и марганца. Так как фосфатные плёнки вследствие пористости обладают недостаточной коррозионной стойкостью, применение фосфатированных изде­лий допустимо только в атмосферных условиях.

Неметаллические покрытия наносят путем распыления (лаки, краски, эмали), наклеиванием листовых и рулонных материалов (пластмассы, резины), футерованием штучными кислотоупорными материалами (плитки, кирпич).

 

Современные представления о защитных свойствах покрытий

Неметаллические покрытия 

Из анализа литературных данных и опыта использования покрытий можно сделать заключение, что защитные свойства покрытий определяются суммой физико - химических свойств:

- химической стойкостью материала покрытия в коррозионной среде;

- механическими свойствами покрытия (прочностью, износостойкостью и др.);

-прочностью сцепления (адгезией) покрытия с базовой поверхностью и ее со­хранением в процессе работы покрытия;

- способностью покрытий замедлять диффузию реагентов к металлической по­верхности;

- способностью покрытий оказывать влияние на термодинамический потенциал и кинетику физико-химического взаимодействия металла с проникшими ком­понентами жидкой среды;

- различием коэффициентов термического расширения материала покрытия и металла, степенью деформаций покрытия за счет набухания в среде.

Распространена ошибочная точка зрения на роль неметаллического по­крытия. Считают, что покрытие защищает металл от коррозии, пока оно не по­вреждено и держится на металле. Это не так, коррозия металла начинается за­долго до того, как покрытие разрушилось. С другой стороны, даже с появлени­ем единичных дефектов в покрытии его защитные функции еще сохраняются. На практике лимитирующим фактором непригодности покрытия в большинстве случаев считают отслоение его от подложки и распространение дефекта. При оценке защитных свойств покрытий часто определяют физико-химическую стойкость материала покрытия, а состав металла и его реакции с компонентами проникающей среды не учитывают. Основными изучаемыми характеристиками при таком подходе являются химическая стойкость материала покрытия в кор­розионной среде и контроль за перемещением фронта диффундирующей среды в направлении базовой поверхности.

В случае полимерных материалов время условной непроницаемости, оп­ределенное расчетом или экспериментально, весьма незначительно (обычно от нескольких часов до нескольких десятков часов), не указывает на потерю за­щитных свойств покрытия.

В настоящее время формируются принципиальные положения теории химического сопротивления металлополимерных систем в целом, а не только покрытия как одного из элементов этой системы.

В ряде работ, появившихся в последние годы, показано, что защитное покрытие и металлическая подложка (основа) оказывают совместное сопротив­ление коррозионной среде, которое зависит от состава и структуры не только материала покрытия, но и металла. Когда внешняя среда или отдельные ее ком­поненты благодаря явлению диффузионного переноса достигнут подложки, на­ступает период взаимодействия среды с поверхностью металла и адгезионными связями полимера. Поскольку дальнейшее поведение системы зависит от пре­обладания тех или иных связей на границе металл -полимер, данное явление

называют иногда «конкурентной» адсорбцией. Следует помнить, что на грани­це металл - полимер соотношение компонентов среды может существенно из­меняться по сравнению с соотношением их в глубине раствора в связи с селек­тивностью свойств покрытия и неодинаковыми скоростями диффузии компо­нентов.

С точки зрения термодинамики, любое неметаллическое покрытие должно снижать склонность металла к коррозии под слоем покрытия в связи с более низким уровнем свободной энергии по отношению к незащищенной по­верхности, так как часть ее (энергии) расходуется на образование адгезионных связей с компонентами покрытия.

Металлические покрытия 

Из рассмотренных ранее электрохимических эффектов, создаваемых при контакте двух разнородных металлов, следует, что металл с более положитель­ным электрическим потенциалом защищен от коррозии в отличие от металла с менее положительным электродным потенциалом. В связи с этим необходимо еще раз отметить, что функция покрытия состоит в защите основного металла от коррозии. Однако покрытия редко бывают сплошными, в результате чего коррозионные процессы определяются электрохимическим взаимодействием между покрытием и основным материалом.

Можно заключить, что основной материал защищен от коррозии, если покрытие является анодным по отношению к нему, и подвержен коррозии, если покрытие является катодным. Однако такой подход является упрощенным. На практике особую значимость приобретают геометрические размеры дефектов покрытия (мелких и крупных пор, появляющихся при нанесении покрытия и вследствие дефектов основного материала, коррозионных трещин на некоторых гальванических покрытиях, неровных кромок и повреждений, возникающих в процессе производства и при эксплуатации и др.) и природа окружающей сре­ды.

Пористость покрытия уменьшается при увеличении его толщины. Так, в случае нанесения покрытия на сталь способом горячего расплава олова возни­кает логарифмическое соотношение между количеством пор на единицу пло­щади и толщиной покрытия. Образование большого количества пор в результа­те нанесения на сталь довольно тонкого покрытия олова способом горячего расплава при изготовлении жестяных банок не имеет большого значения, так как на покрытие обычно наносят лак. При значительном увеличении толщины покрытия, наносимого способом горячего расплава олова, который применяет­ся в пищевой промышленности, пористость фактически устраняется.

Анодные покрытия 

В том случае, когда внешний вид покрытия имеет второстепенное значе­ние, для защиты стали от коррозии используют цинковые, алюминиевые и кад­миевые покрытия. Они обладают тем преимуществом, что оказывают протек­торную защиту основного металла в случае нарушения покрытия. Гальваниче­ский ток, протекающий между покрытием и основным металлом, должен быть достаточным для обеспечения.защиты основного металла.

Анодные покрытия оказывают протекторную защиту основного металла в местах образования пор даже при последующем износе покрытия. Если этот процесс слишком быстро прогрессирует, покрытие теряет свои защитные свой­ства или оказывает протекторную защиту на участках, находящихся на некото­ром расстоянии от покрытия. Распределение катодного тока зависит от потен­циала покрытия и проводимости электролита в порах и повреждениях.

На рис. 70 проиллюстрированы следующие процессы: а — анодное по­крытие оказывает протекторную защиту катодному основному материалу; бае — коррозия анодного основного материала усиливается под влиянием катодно­го покрытия, приводящего к питтинговой коррозии основного материала и от­слаиванию покрытия; гад — закупорка продуктами коррозии и поры, приво­дящие к увеличению сопротивления.

 

Цинк обычно является анодным по отношению к стали и оказывает про­текторную защиту стали даже в случае образования больших пор, которые воз­никают на неизолированных кромках. Сталь остается защищенной в атмосфере промышленных объектов даже тогда, когда механически снимается полоса по­крытия с участка поверхности шириной 8... 10 мм и более.

Когда сталь, на которую нанесено цинковое покрытие, подвергается кор­розии, поры заполняются продуктами коррозии (рис. 70,г). Вначале цинк кор­родирует, образуя ионы Zn+H2O). Ионы ОН возникают в результате катодного восстановления кислорода на поверхности стали, защищаемой катодным спо­собом. Затем эти ионы соединяются, вследствие чего появляется нераствори­мый продукт Zn(OH)2, хотя в естественных условиях более вероятно образова­ние цинковых карбонатов и сульфатов, чем Zn(OH)2.

Периодическое просушивание поверхности приводит к образованию изо­лирующего слоя продуктов коррозии, который защищает как поверхность ста­ли, так и цинк, появляющийся в порах. Даже если внутренняя часть пор увлажняется (под действием сконденсированной влаги или дождя), между сталью и поверхностью цинка сохраняется высокое электрическое сопротивление.

В природной жесткой воде осаждаемый в поры нерастворимый карбонат кальция в результате увеличения рН на поверхности стали и растворимый би­карбонат кальция оказывают такое же воздействие, как осаждаемые цинковые соли. При напылении алюминиевого покрытия на сталь на поверхности обра­зуются круглые частицы с многочисленными разбросанными маленькими по­рами. Так как эти частицы покрыты пленкой оксида алюминия, то гальваниче­ское действие алюминия не проявляется явно до тех пор, пока не нарушена пленка. Вначале анодные участки на алюминии развиваются в порах, дости­гающих поверхности стали, но гальваническое взаимодействие между сталью и алюминием не может продолжаться долгое время, так как поры вскоре запол­няются А1 (ОН)з и ржавчиной.

Таким образом анодные покрытия обеспечивают протекторную защиту основного металла. Нерастворимые осадки продуктов коррозии закрывают мес­та разрыва покрытия и изолируют основной металл от покрытия и среды.

Катодные покрытия

Эти покрытия могли бы вызывать разрушение основного металла (рис. 70,6), что привело бы к образованию пузырей и отслаиванию покрытия (рис. 70,в), но имеется большое количество смягчающих факторов, аналогичных рас­смотренным применительно к анодным покрытиям. Как и для анодных покры­тий, характер окружающей среды имеет важное значение.

Сталь, имеющая недостаточно сплошное никелевое покрытие, ржавеет в порах, однако вред, наносимый при этом, меньше, чем при отсутствии покры­тия. И катодные, и анодные покрытия тормозят коррозию в порах за счет таких факторов, как условия выдержки, коррозионный потенциал покрытия и основ­ного металла, характер и способ образования продуктов коррозии (рис. 70, д), значение сопротивления и др. Исследования Эванса показали, что несплош-

ность медного покрытия, нанесенного на сталь, не оказывает такого вредного влияния, как ожидалось.

Покрытия благородными металлами (серебром, золотом) широко приме­няются для декоративных целей, но редко используются для защиты металлов с отрицательным электродным потенциалом (стали, цинка). Покрытие благород­ными металлами обычно наносится гальваническим способом. Из-за высокой стоимости этих металлов толщина покрытия должна быть минимальной, за ис­ключением серебряных украшений, столовых приборов и посуды. Покрытие золотом используется с целью предотвращения потускнения серебряных кон­тактов.

 


Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ
Copyright 2018. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!