Будівництво та ремонт

Корозія і захист металів

Корозія металів. Особливості та види. Захист і робочий принцип

Корозія металів — це процес руйнування поверхні металу в результаті несприятливого впливу навколишнього середовища. Її основою вважається термодинамічна нестійкість матеріалу до впливу різних речовин, які з ним контактують.

види корозії

Руйнування поверхонь приходить внаслідок хімічного або електрохімічного взаємного дії поганий середовища. Два різновиди є однаково поганими для металевих виробів.

Хімічна корозія

Цей процес виконується в обстановці, яка не виробляє передачу електроструму. Він зустрічається, наприклад, при нагріванні, через що виконується освіту хімічних сполук, наприклад як сульфіди, а ще різні варіанти плівок. Дуже часто отримані суцільні плівки стають непроникними і консервують поверхню, з цієї причини подальша корозія металів зупиняється. Такий захисний шар можна зустріти на поверхні з алюмінію, хрому, нікелю і свинцю. Плівка на сталі або чавуні вважається нестійкою, з цієї причини її наявність не затримує подальше просування руйнування вглиб матеріалу.

Корозія і захист металів

Хімічна корозія може бути двох варіантів:

газова з’являється в результаті дії агресивної газового середовища або пара на металеву поверхню, що супроводжується високими температурами. Завдяки гарячої обстановці на поверхні відсутня конденсат. Як газу може використовуватися кисень, діоксид сірки, пар перегрітий, сірководень і так далі. Подібне корозійне вплив здатне викликати беззастережне руйнування активного металу, крім випадків, коли утворюється захисна непроникна плівка.
рідинна корозія металів з’являється в рідинних середовищах, які не здатні передавати електрику. Перш за все вона зустрічається при контакті металів з сирою нафтою, нафтопродуктами або мастилами. Якщо є наявність в подібних речовинах невеликої частки води, корозія переходить в електрохімічний.
У двох варіантах хімічної корозії швидкість руйнування вважається гармонійною хімреакцій, з якої окислювач проникає крізь зроблену оксидну плівку на поверхні.

Електрохімічна корозія металів

Цей різновид руйнування металеві поверхні відбувається в обстановці, яка може передавати змінний струм. В результаті цього процесу зустрічається зміна складу металу. Атоми прибираються від кристалічної решітки в результаті анодного або катодного впливу. При анодному впливі іони металу переходять в розчин рідини, яка його оточує. При катодному впливі одержувані при анодному процесі електрони зв’язуються з окислювачем. Найпопулярнішою вважається електрохімічна корозія під впливом водню або кисню.

Процес впливу електрохімічної корозійності на метали залежить від рівня їх активності. За цією умовою їх поділяють на 4 групи:
  1. активні.
  2. середній активності.
  3. малоактивні.
  4. благородні.

активні мають високу нестабільність. Для них характерно виникнення корозії навіть в нейтральній водної обстановці, яка позбавлена ​​розчиненого кисню або окислювачів. Яскравим представником такого металу вважається кадмій.
метали середньої активності розміщуються на таблиці елементів хімії між кадмієм і воднем. Вони несхильний початку руйнування в нейтральній рідинної обстановці позбавленої кисню, але починають активно підкорятися корозії при впливі кислот.
малоактивні метали розміщуються в таблиці Менделєєва між воднем і родієм. Вони не схильні до корозійного впливу при контакті з нейтральними рідинами та кислим середовищем. Для активізації процесу їх руйнування потрібно наявність кисню або інших окислювачів.

дорогоцінні метали виділяються стабільністю, через що схильні до корозії тільки при впливі кислого середовища за умов контакту з сильними окислювачами. До переліку дорогоцінних металів відноситься платина, золото, паладій і іридій.
Електрохімічна корозія металів вважається дуже затребуваною, оскільки природні умови, в яких зберігаються і використовуються вироби з металу, дуже часто схильні до впливу мокрою середовища.

Є такі види електрохімічної корозійності:
  • електролітна — зустрічається при контакті з розчинами солей, кислотами, підстав, в тому числі і звичайною водою.
  • атмосферна — зустрічається в умовах атмосфери, де містяться випаровування води. Цей вид вважається дуже поширеним, конкретно він впливає на фактично всі вироби з металу.
  • ґрунтова — зустрічається в результаті впливу мокрого ґрунту, в її складі знаходяться різні елементи хімії прискорюють процес руйнування металу. При впливі з кислими грунтами процес корозії зустрічається найбільш агресивно. Грунти з піском впливають повільніше за все.
  • Аераційна — вважається більш рідкісною і зустрічається в тому випадку, якщо до найрізноманітніших металевих поверхонь виявляється неоднаковий доступ повітря. В результаті неоднорідного впливу лінії переходів між такими ділянками починають руйнуватися.
  • морськакорозія металів передбачає руйнування від впливу морської води. Вона виділяється в іншу групу, оскільки ця рідина відрізняється великим вмістом солей і розчинених органічних речовин. Це її робить більш агресивною.
  • біокоррозія — цей вид руйнування з’являється за умов впливу на металеву поверхню бактеріями, які в результаті діяльності виробляють вуглекислий газ і інші речовини.
  • електрокорозію — цей вид руйнування металу зустрічається при впливі на нього блукаючих струмів, що характерно для споруд під землею, особливо рейок метро, ​​стрижнів заземлення, трамвайних ліній і т.д.
Методи захисту від іржі

Гола поверхню переважної більшості металів схильна до швидкої корозії, з цієї причини для зменшення руйнівного впливу використовуються різні способи захисту.

Покриття шарами ізоляції:
  • іншим металом.
  • Розчином з цементу.
  • лаками.
  • фарбами.
  • бітумом.

Одним з дуже хороших способів захисту від іржі вважається покриття поверхні одного металу іншим, менш схильним до корозії. Прикладом такого технічного рішення вважається оцинкована сталь, коли сталь захищається цинковим шаром. Внутрішній метал ізольований до того часу, поки цинк в результаті природної корозії, яка протікає набагато повільніше, зовсім не поламається, оголивши сталь. Подібний варіант захисту є одним з найбільш результативних, оскільки покривний метал полотна держиться на підставі, з цієї причини його неможливо зривати шарами. Недолік методу полягає в тому, що при механічному впливі можна сцарапивать тонку плівку для захисту.

Покриття металу захисним розчином з цементу, бітумом, лаками і фарбами вважається також дуже популярним рішенням, яке все-таки поступається оцинкованої сталі. Це пов’язано з неоднорідністю складів підстави і покриття. В результаті невисокою адгезії фарби покриття яке вже готове буде відшаровуватися. Подібний захист може покриватися тріщинами, забезпечуючи доступ вологи.

Корозія металів може бути припинена якщо є наявність покриття хімічним шляхом:
  • оксидування.
  • фосфатирование.
  • Азотування.
  • вороніння.
  • цементація.

Металеву поверхню підпадає під вплив різних речовин, фосфатів, азоту або оксидів, через що створюються плівки, які завдяки власній непроникності оберігають руйнування. Подібні прийоми застосовні перш за все для сталей. Також популярним рішенням вважається воронение стали, коли металеву поверхню взаємодіє з речовинами на основі органіки. Оброблені цим методом поверхні набувають темний колір, що нагадує крило ворона, за що цей спосіб і був названий. Одним з найбільш ефективних варіантів покриття хімічним шляхом вважається цементація, коли на поверхню впливають вуглецем, через що створюється кірка вступило в реакцію металу.

Для захисту від іржі чорних металів може використовуватися технологія зміни їх складу. Додавання самих різних з’єднань дає можливість отримати сплави, що виділяються більшою корозійноїстійкістю. Прикладом цього з’єднання вважається нержавейка.
Найоригінальнішим вважається протекторна захист, яка передбачає покриття споруд з одного металу пластинами з більш активного металу, як кажуть інакше протектора. Оскільки він має більш негативний потенціал, то знаходиться в ролі анода. Захищається поверхню застосовується як катод. Вони між собою з’єднуються провідником струму, через що створюються погані умови для протектора. Як наслідок руйнування піддається конкретно він, тоді як цінну споруду залишається цілим.

Корозія І ЗАХИСТ МЕТАЛІВ

Питання для самоконтролю
Закони електролізу (М. Фарадей)
1. Вагове кількість виділяється при електролізі речовини пропорційно кількості протекшего через розчин електрики і практично не залежить від інших моментів.
2. Рівні кількості електрики виділяють при електролізі з дуже різних хімічних сполук рівноцінні кількості речовин.
3. Для виділення з розчину електроліту одного грам-еквівалента будь-якої речовини необхідно пропустити через розчин 96500 кулонів електрики.
де m (x) — кількість відновленого або окисленого речовини, г;
I — сила пропускається струму, а;
t — час електролізу, с;
n — число придбаних або відданих в окисно-відновних реакціях електронів;
F = 96500 кул / моль — постійна Фарадея.
Виходячи з цієї формули, можна робити ряд розрахунків, які пов’язані з процесом електролізу, наприклад:
1) обчислювати кількості речовин, що виділяються або розкладаються певною кількістю електрики;
2) шукати силу струму за кількістю виділився речовини і часу, витраченому на його виділення;
3) ставити, скільки часу потрібно буде для виділення конкретного кількості речовини при заданій силі струму.
1. Як класифікуються хімічні реакції?
2. Які речовини називають окислювачами?
3. Які речовини називають відновниками?
4. Який процес називають окисленням, а який відновленням2
5. Як класифікуються окислювально-відновні реакції?
6. Наведіть правила визначення ступенів окислення елементів в з’єднаннях.
7. Як впливає середовище на перебіг окисно-відновних процесів?
8. Як визначити напрям окисно-відновної реакції?
9. Що таке електродний потенціал?
10. Що таке типові електродні потенціали металів?
11. Потенціал якого електрода приймають рівним нулю і застосовують в якості електрода порівняння при вимірюванні електродних потенціалів різних металів?
12. Від чого обумовлюється електродний потенціал металу?
13. Що називається електролізом2
14. Який електрод називають катодом, який — анодом2
15. Які процеси протікають на аноді, на катоді?
16. Які метали можна отримати при електролізі розплавів і неможливо отримати при електролізі розчинів води їх солей?
17. Для яких металів характер катодних процесів при електролізі розчинів і розплавів їх солей однаковий?
18. Окислюються чи на аноді аніони оксокислот при електролізі розчинів води відповідних кислот і утворених ними солей?
19. Чи може розчинятися катод при електролізі?
20. Які типи анодів ви знаєте?
21. Чи буде розчинятися при електролізі анод: з заліза, графіту, платини, міді?
22. Складіть рівняння електролізу розплавів: а) MgCl2, LiOH, CaBr2, Ba (OH) 2, NaF і LiH, б) суміші KF і KCl.
23. Перевірте, чи можуть існувати одночасно в розчині води речовини:
а) азотна кислота (конц.) і сірководень,
б) пероксид водню і иодоводорода,
в) бромат калію і бромоводород,

Защита металла от коррозии и оцинковка кузова своими руками

г) Дихромат калію, сірчана кислота і нітрат калію,
д) перманганат калію і сульфат калію,
е) сірчана кислота (разб.) і хлороводень,
ж) йодид калію і хлор.
24. Проходить електроліз води в наявності: а) NaClO4, KNO3, б) HClO4, HNO3, в) NaOH, LiOH. Складіть рівняння електрохімічних реакцій.
25. Складіть рівняння електролізу розчинів води: а) MgI2, BaCl2 і KF, б) суміші NaOH b NaCl.
15.1 Визначення і класифікація процесів іржавіння
корозіяце руйнування металу внаслідок його фізико-хімічного взаємного дії з зовнішнім середовищем. При цьому метали окислюються і з’являються продукти, склад яких залежить від умов корозії.
Корозія мимовільний процес і тому протікає зі зменшенням енергії Гіббса системи. Хімічна енергія реакції корозійного руйнування металів виділяється у вигляді теплоти і розсіюється в навколишньому просторі. Корозія призводить до великих втрат в результаті руйнування трубо-проводів, цистерн, частин зроблених з металу машин, корпусів судів, морських споруд і т. П. Фактичні втрати металів від іржі складають до 15% від щорічного їх випуску. Заміна прокорродіровавшіх котла або конденсатора на великий теплоелектростанції може завдати енергетичній системі значної шкоди. Крім того, до збитків від іржі можна віднести також вартість втраченого товару, наприклад, масла, газу, води з системи з прокорродіровавшіх трубами або антифризу через прокорродіровавшіх радіатор. Викид мережевого газу та інших пожежо- і вибухонебезпечних речовин через отвори, утворені через корозійних процесів, може призвести до пожеж і навіть до потужних вибухів з дуже великими і матеріальними втратами і навіть з людськими жертвами, як, наприклад, в разі Башкирської трагедії.
Загалом втрати народного господарства від іржі обчислюються мільярдами рублів щороку. Мета боротьби з корозією — це збереження ресурсів металів, світові поклади яких лімітування. Вивчення корозії і розробка методів захисту металів від неї становлять теоретичний інтерес і мають велике народногосподарське значення.
За механізмом протікання процесу іржавіння, залежному; від характеру навколишнього середовища, з якою взаємодіє метал, розрізняють хімічну і електрохімічну корозію.
Хімічна корозія характерна для середовищ, не проводять змінний струм. При хімічній корозії відбувається пряме гетерогенне взаємне дію металу з окислювачем навколишнього середовища. За умовами протікання процесу іржавіння розрізняють: а) газову корозію — в газах і парах без конденсації вологи на металеві поверхні, в більшості випадків при високих температурах. Прикладом газової корозії послужить окислення металу киснем повітря при високих температурах; б) корозію в неелектролітами — агресивних органічних рідинах, наприклад, як сірчиста нафта і ін.
електрохімічна корозія характерна для середовищ, що мають іонну провідність. При електрохімічної корозійності процес взаємного дії металу з окислювачем включає анодне розчинення металу і катодного відновлення окислювача. Електрохімічна корозія може протікати: а) в електролітах — вхідних розчинах солей, кислот, лугів, в морській воді; б) в атмосфері будь-якого мокрого газу; в) в грунті.
Особливим видом електрохімічної корозійності потрібно вважати корозію за рахунок зовнішнього електроструму. Як прімер0й аналогічного виду руйнувань можна привести корозію трубо-проводів з струмопровідними рідинами, нерозчинних анодів в електрохімічних ваннах, підземних споруд з металу.

Коррозия авто, давай до свидания! Выбираем антикор, который работает!

Хоча механізм протікання процесу іржавіння в самих різних умовах різний, за характером руйнування металеві поверхні корозію можна поділити на однакову і місцеву (рисунок 15.1).
однорідна, йди загальна, корозія розподіляється більш-менш рівномірно по всій металеві поверхні, тоді як тутешня корозія сконцентрована на індивідуальних ділянках і проявляється у вигляді точок, виразок або плям. тутешня корозія, в основному, набагато небезпечніше ніж однорідна корозія, так як процес проникає на велику глибину. Особливими видами корозії є межкрісталліческая корозія (корозія по межах зерен), виборча корозія (розчинення одного з елементів сплаву) і корозійне розтріскування (корозія при одночасному впливі хімічних реагентів і високих механічних напружень). Ці види корозії особливо небезпечні, так як призводять до передчасного руйнування машини, апарату або конструкції.

а — рівномірний, б — районне, в — точкове, г — виборче,
д — межкристаллической, е — транскристалічний

Як захистити та зберегти метал від корозії.За допомогою Таніну

Малюнок 15.1 — Види корозійних руйнувань
швидкість корозії висловлюють кількома способами. Дуже часто користуються масовим і глибинним показниками корозії. Перший з них дає втрату маси (в грамах або кілограмах) за одиницю часу (секунду? Година, доба, рік), віднесену до одиниці площі (квадратний метр) випробуваного зразка. Глибинний показник корозії виражається зменшенням товщини металу в одиницю часу. Швидкість електрохімічної корозійності можна ще висловити величиною електричного струму, що припадає на одиницю площі металу.

ЗАХИСТ МЕТАЛУ ВІД КОРОЗІЇ / Alpina Direkt Auf Rost

Отже, мимовільне руйнування металу (корозія) приносить серйозні збитки. Корозія протікає по самим різним механізмам і викликає різні види руйнувань.
Дата добавки: 2014-01-04; Переглядів: 677; Порушення авторських прав?
Нам важлива ваша думка! Чи був корисний опублікований матеріал? Так | немає

Related Articles

Добавить комментарий

Back to top button