Коррозия металлов и способы защиты

Коррозия металлов и способы защиты.

• Почти все металлы и сплавы постепенно разрушаются под воздействием факторов окружающей среды.
• При взаимодействии металлов с веществами воздуха и атмосферными осадками на их поверхности образуется плёнка, состоящая из оксидов, сульфидов, карбонатов и других соединений.
•  

• Эти соединения обладают совершенно иными свойствами, чем сами металлы. В обычной жизни мы часто употребляем слова «ржавчина», «ржавление», видя коричнево-рыжий налёт на изделиях из железа и его сплавов.
• Ржавление — это коррозия железа.

• Коррозия — это процесс самопроизвольного разрушения металлов и их сплавов под влиянием внешней среды (от лат.  corrosio  — «разъедание»).

• Коррозия изделий из сплавов железа. Бурый налёт — ржавчина — состоит из гидроксида и оксида железа( III )

4Fe + 6H 2 O (влага) + 3O 2  (воздух) = 4Fe(OH) 3

• Гидроксид железа(III) очень неустойчив, быстро теряет воду и превращается в оксид железа(III).
• Это соединение не защищает поверхность железа от дальнейшего окисления.
• В результате железный предмет может быть полностью разрушен.

• Многие металлы, в том числе и довольно активные (например, алюминий) при коррозии покрываются плотной, хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от коррозии.
• При удалении этой пленки металл начинает взаимодействовать с влагой и кислородом воздуха.

• Коррозии подвергаются и некоторые довольно мало активные металлы. Во влажном воздухе поверхность меди покрывается зеленоватым налетом (патиной) в результате образования смеси основных солей.
• Патина — налёт зелёного цвета — состоит в основном из гидроксокарбоната меди( II )

• Наиболее распространена коррозия в средах электролитов.
• В некоторых технологических процессах металлы контактируют с расплавами электролитов.
• Однако чаще всего коррозия протекает в растворах электролитов.
• Металл не обязательно должен быть полностью погружен в жидкость. Растворы электролитов могут находиться в виде тонкой пленки на поверхности металла. Они нередко пропитывают окружающую металл среду (почву, бетон и др.).

• Использование солей (обычно хлорида натрия или кальция) для удаления снега и льда с дорог и тротуаров также приводит к ускоренному разрушению металлов.
• Сильно страдают транспортные средства и подземные коммуникации.

• В средах электролитов коррозия обусловлена не только действием кислорода, воды или кислот на металлы, но и электрохимическими процессами. (Возникновение коррозии в месте контакта двух разных металлов).
• Электрохимическая коррозия приводит к быстрому разрушению более активных металлов, которые в различных механизмах и устройствах контактируют с менее активными металлами, расположенными в электрохимическом ряду напряжений правее.

• Известны случаи разрушения и затопления кораблей, железная обшивка которых была скреплена медными заклепками.

Коррозия металлов наносит большой вред народному хозяйству:

• В результате коррозии ухудшаются многие свойства изделий: уменьшаются их прочность,  пластичность, блеск, снижается электропроводность и т. д.
• возникают огромные материальные потери из-за разрушения нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, деталей сельскохозяйственной техники, автомобилей, судов, мостов, оборудования, используемого в различных производствах;

• уменьшается надежность металлоконструкций;
• простаивает производство из-за необходимости замены вышедшего из строя оборудования;
• происходят потери сырья и продукции в результате разрушения газо-, нефте- и водопроводов;
• наносится ущерб природе и здоровью человека; в результате утечек нефтепродуктов и других веществ загрязняется окружающая среда;
• загрязняется продукция, а следовательно, снижается её качество.

Способы защиты от коррозии

• 1.  Нанесение защитных покрытий.
• Металлическое изделие покрывают другими металлами (никелирование, хромирование, цинкование, лужение — покрытие оловом).

• Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, маслами, полимерами.

• Применение сплавов, стойких к коррозии.
• Изделия из нержавеющей стали

• Протекторная защита.
•    
• К защищаемой металлической конструкции присоединяют кусок более активного металла (протектор), который разрушается, защищая основной металл.
• В качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей используют магний, алюминий, цинк.

• Изменение состава среды.
•    
• Для того чтобы предотвратить потери из-за коррозии, проводится специальная обработка электролита или той среды, в которой находится защищаемая металлическая конструкция. Практикуется также введение ингибитора — вещества, замедляющего коррозию.
•  
• Например, при подготовке воды, поступающей в котельные установки, проводят удаление растворённого в воде кислорода (деаэрацию).