Korozija metala, osobito njezina glavna sorta - elektrokemijska, uvijek je stvarala poteškoće u radu bilo kojeg metalnog proizvoda, pri čemu ih je prijevremeno uništavala. Najjednostavniji alati (nož, sjekira, plug) brzo su pali u zapuštenost u mokrom okruženju. Trebalo je provesti brojna i dugoročna istraživanja kemijskih procesa razaranja prije nego što se pronađe tehnička rješenja za obustavu korozije metala.
Opis procesa
Elektrokemijska korozija je proces koji se odvija uz obveznu prisutnost:
- elektrolita;
- metali s niskim i visokim redoks potencijalima (elektrodni potencijali).
Elektrolit nastaje od vode, kondenzata, bilo kojeg prirodnog taloga. Prisutnost dvaju vrsta metala gotovo se nikada ne događa i to zbog dva faktora:
- Heterogenost proizvoda, odnosno prisutnost stranih uključaka.
- Izravno dodirivanje proizvoda iz različitih metala.
U elektrolitu heterogeni metali formiraju galvansku ćeliju kratkog spoja, nazvanu korozijska. Ova kombinacija dovodi do otapanja metala s nižim elektrodnim potencijalom, što se naziva elektrokemijska korozija. Brzina ovog procesa jako ovisi o prisutnosti soli u otopini i njezinoj temperaturi.
Glavni objekti korozije
Neravnomjerna mjesta metala nasumce se nalaze na površini proizvoda i ovise o tehnologiji i kvaliteti njihove proizvodnje, tako da je oštećenje korozije češće lokalno. Osim toga, lokalizacija korozije ovisi o heterogenosti:
- zaštitni oksidni filmovi;
- elektrolita;
- utjecaj vanjskih čimbenika (grijanje, zračenje);
- unutarnja naprezanja koja uzrokuju neujednačene deformacije.
Zavareni i zakovani spojevi su istaknuti predstavnici kontakta stranih metala izloženih aktivnoj elektrokemijskoj koroziji. Zavarivanje i zakovice - najčešće tehnologije u izgradnji trajnih veza u svim vodećim industrijama i velikim cjevovodnim sustavima:
- strojarstvo;
- brodogradnji;
- naftovodi;
- plinovodi;
- cijevi za vodu.
Najznačajnija oštećenja zavara i zakovica javljaju se u morskoj vodi, pri čemu prisutnost soli značajno ubrzava proces korozije.
Katastrofalna situacija nastala je 1967. s nosačem rude Anatina, kada je morska voda iz visokih olujnih valova pogodila brodske potkove . Strukture bakra u unutrašnjosti skladišta i kućišta od čelika doprinijele su stvaranju korozivnog elementa u elektrolitu iz morske vode. Prijelazna elektrokemijska korozija uzrokovala je omekšavanje trupa i stvaranje izvanrednog stanja, uključujući i tim za evakuaciju.
Pozitivan učinak elektrokemijske korozije vrlo je rijedak. Na primjer, prilikom instaliranja novih cijevi u sustavima vrućeg grijanja stambenih zgrada. Navojne spojnice počinju teći pri početnom pokretanju sve dok proizvodi korozije koji se sastoje od hidratiranog željeza ne napune mikropore u navoju.
Bez obzira na vrstu korozije, kemijske ili elektrokemijske, učinci su isti - uništavanje proizvoda velike vrijednosti . Štoviše, osim izravnih gubitaka od beskorisnih materijala, postoje neizravni gubici povezani s curenjem proizvoda, zastoji pri zamjeni neprikladnih materijala i dijelova, kršenje propisa tehnoloških procesa.
Suvremene metode borbe
Brojna istraživanja i razvoj tehničkog napretka doveli su do stvaranja cijelog sustava metoda i alata u borbi protiv korozije. Tri su glavna područja zaštite od korozije:
- Konstruktivna rješenja.
- Aktivne metode.
- Pasivne metode.
Konstruktivna rješenja se sastoje u odabiru materijala koji su minimalno korozivni u svojim fizikalnim svojstvima:
- nehrđajući čelici;
- legirani čelici;
- obojenih metala.
Aktivne metode borbe potaknule su samu elektrokemijsku koroziju. Konstantni napon se primjenjuje na metalnu konstrukciju koja se štiti tako da se poveća njen elektrodni potencijal i usporava proces elektrokemijskog otapanja. Druga varijanta aktivne zaštite je žrtvovana anoda koja ima nizak potencijal elektrode, zbog čega se umjesto zaštićenog objekta uništava.
Pasivne metode sastoje se u primjeni zaštitnih premaza. Tehnički napredak na ovom području počeo se razvijati primjenom jednostavne boje, koja sprječava ulazak kisika, vlage i kondenzata na površinu metala. Zatim je uslijedila galvanizacija:
- cinkovanje - pocinčavanje;
- krom-kromiranje;
- nikal - niklovanje.
Galvanizirano željezo, niklovani i kromirani pribor za jelo, limenke s proizvodima služe dugi niz godina, ne podležući elektrokemijskoj koroziji, zadržavajući lijep izgled, sprječavajući kvarenje proizvoda.
Tehnički napredak u razvoju metoda za borbu protiv korozije
Budući da korozivni gubitak metala predstavlja astronomsku sumu, tehnički napredak i dalje nudi nove metode rješavanja problema, jer se znanstvena istraživanja i hardver poboljšavaju. , To uključuje:
- termičko raspršivanje, formiranje ultra tankih zaštitnih premaza;
- toplinski difuzijski premazi koji stvaraju jaku površinsku zaštitu;
- kadmij za zaštitu čelika u morskoj vodi.
Rast industrijske proizvodnje događa se uz stalno povećanje proizvodnje metalnih proizvoda. Elektrokemijska korozija, bez obzira na povijesnu epohu, konstantna je prijetnja velikoj količini struktura i kritičnih struktura. Stoga je stvaranje novih metoda i sredstava borbe jedan od zadataka istraživanja tehničkog napretka.