1. Профилактика коррозии, т.е. предупреждение протекания коррозионных процессов на стадиях проектирования, изготовления изделия и его эксплуатации (например, сведение к минимуму контактов разнородных материалов, исключение создания форм конструкций, способствующих скапливанию влаги и др.).
2. Создание сплавов с легирующими добавками. Легирование – это повышение коррозионной стабильности металлов за счет введения добавок различных более электроотрицательных металлов. Так, для железа такими добавками будут Ni, Cr, W, Mo, Ti и др., входящие в состав нержавеющей стали.
3. Изоляция поверхности изделий от окружающей среды с помощью:
а) нанесения органических покрытий (лаки, краски, эмали, компаунды и др.). При использовании данного метода защиты требуется не менее трех слоев, для перекрывания пор, так как органические молекулы имеют большие размеры по сравнению с неорганическими;
б) электрохимического анодирования при электролизе.
Например, естественная оксидная пленка на алюминии толщиной около 8 мкм может быть увеличена до толщины в 200 мкм и более плазмохимическим наращиванием или формированием оксидных слоев. Цвет получаемого оксидного слоя пи этом будет зависеть от природы раствора электролита, в котором осуществлялось её наращивание, а толщина ─ от времени протекания процесса, концентрации раствора и ряда других факторов.
Механизм протекающих процессов при анодировании можно представить следующим образом: электрохимически образующийся атомарный кислород
Н2О − 2е → 2Н+ + Оадс (5.8)
проникает через поры естественной оксидной пленки Al2O3 на алюминии и химически взаимодействует непосредственно с металлом:
|
|
2Al + Оадс → Al2O3. (5.9)
Рост толщины защитной оксидной пленки будет продолжаться до тех пор, пока скорость ее образования не станет равной скорости ее разрушения вследствие химического взаимодействия с электролитом. В кислых средах данный процесс имеет вид:
Al2O3 + 6Н+ → ЗН20 + 2 Al 3+; (5.10)
в) нанесения металлических покрытий:
анодных, при которых нанесенный на изделие металл более «активен», т.е. имеет более отрицательный электродный потенциал (металл – «жертва»);
катодных, если металл-покрытие менее «активен», т.е. имеет более положительный электродный потенциал.
Так, для железа анодным покрытием может служить цинк. В этом случае при нарушении целостности покрытия разрушению будет подвергаться цинк:
(-) A(Zn): Zn0 – 2 e →Zn2+, (5.11)
а железо будет являться катодом и служить лишь переносчиком электронов. В кислой среде на поверхности железа будет восстанавливаться водород:
(+) К(Fe): 2 Н+ + 2 е → Н2. (5.12)
Катодными покрытиями для железа могут служить олово, медь и др. В этом случае при нарушении целостности покрытия разрушению подвергается основной металл. Так, если железо покрыто оловом, то при коррозии, например во влажном воздухе, будут иметь место следующие процессы:
(-) А (Fe): Fe0 – 2 e → Fe2+
(+) K(Sn): O2 + 2 H2O + 4 e → 4 OH- . (5.13)
4. Электрозащита основана на свойствах некоторых металлов переходить в пассивное состояние при их присоединении к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока.
5. Удаление активных веществ, способствующих протеканию коррозии, например деаэрация (удаление кислорода).
6. Применение ингибиторов ─ веществ, замедляющих процесс коррозии в жидких средах и тормозящих либо катодную, либо анодную реакцию.
|
|
7. Протекторная защита – частный случай анодной и электрозащиты применяется при существовании определенных трудностей в нанесении покрытия на изделия (крупногабаритные изделия). Принцип действия протектора заключается в том, что более активный металл через проводник (расстояние которого равно радиусу действия протектора, т.е. его работоспособности) присоединяется к изделию и окисляется, не допуская окисления металла изделия. В качестве протектора для железа чаще всего используется цинк.
Для количественной оценки коррозии определяют либо коррозионные потери (отношение изменения массы испытуемого образца к площади его поверхности), либо скорость коррозии (изменение какой-либо характеристики образца во времени).
Гравиметрический (весовой) метод основан на измерении изменения массы образца за единицу времени. Скорость коррозии в данном случае рассчитывается по формуле:
, (5.14)
где ∆m ─ изменение массы образца (мг,г,кг), S ─ поверхность образца (см2, м2), τ ─ время (мин, час, год).
Объемный показатель коррозии рассчитывается как отношение объема прореагировавшего в процессе коррозии газа к единице поверхности металла в единицу времени:
, (5.15)
где Vо ─ объем газа при нормальных условиях.
Глубинный показатель коррозии h (мм/год) представляет собой уменьшение толщины металла (в линейных единицах), отнесенное к единице времени. При равномерной коррозии
h 
, (5.16)
где d ─плотность металла (dFe = 7,8∙103 кг/м3); 8.76 ─коэффициент, учитывающий перевод единиц измерения времени (в году ~ 8760 часов).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 6. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ