Elektrokemijska korozija: opis procesa, objekti uništenja, metode kontrole

Anonim
Tisućljećima razvoj civilizacije bio bi nemoguć bez metala iz kojeg su nastale strelice i kopije pretpovijesnog razdoblja, kao i najsofisticiraniji strojevi modernosti. Cijela razdoblja imaju "metalna" imena: bronca, bakar, željezo. Metalurška postrojenja rade non-stop kako bi industriji osigurala potrebnu količinu metalnih gredica. Poduzeća u strojogradnji čine od njih ogroman asortiman proizvoda od cijevi, tračnica i limova do igala i igala.

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:

  1. Heterogenost proizvoda, odnosno prisutnost stranih uključaka.
  2. 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:

  1. Konstruktivna rješenja.
  2. Aktivne metode.
  3. 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.