Transcript for:
Коррозия и её предотвращение

с тех пор как человек научился выплавлять металл природы упорно стремится разрушить все что создано из металла как в этом опыте железным стержнем помещенном в кислую среду и хотя в обычных условиях которых чаще всего находятся металл это разрушение не так стремительно тем не менее коррозию преследует металл на всех этапах его служения человек что такое коррозия каков механизм ее протекания каким образом можно спасти металл от коррозионного разрушения коснемся основных вопросов этой темы коррозия это разрушение металла под действием окружающей среды по механизму протекания различают два типа коррозии химическую и электрохимическую химическая коррозия встречает металл прямо при его появлении на свет окалина ее продукт взаимоотношения металла и окружающей среды образно можно представить в виде борьбы борьбы на уничтожение наша задача свести потери металлы в этой борьбе к минимуму по характеру агрессивной среды различают атмосферную коррозию подземную и подводную виды коррозионных разрушений разнообразными так выглядит равномерная коррозия неравномерная коррозия пятнами коррозия язвами под поверхностная коррозия точечное или пятен hawaii структурно избирательная коррозия она отчетливо видно нами краж лифи межкристаллитной а коррозия этот самый опасный вид коррозии нам позволяет увидеть электронный микроскоп вот такими бывают иногда последствия скрытно протекающих коррозионных процессов частично разрушаются а иногда безвозвратно гибнут металлические конструкции станки оборудования механизмы машины химическая коррозия это процесс разрушения металлов под действием внешней среды и сопровождаемое образованием электрического тока ее разновидность газовая коррозия представляет собой процесс взаимодействия газов при высокой температуре с металлом при таком взаимодействии образуется оксидная пленка на железе она рыхлая легко отскакивает и не защищают от разрушения основа газовой коррозии диффузия и он атомов металла и агрессивной среды навстречу друг другу сквозь пленку продуктов коррозии в отличие от химической электрохимическая коррозия протекают при контакте металла с раствором электролита наглядно это можно проследить на опыте с гальваническим элементом электрическая энергия возникает за счет окислительно-восстановительных электродных реакций для того чтобы такие процессы протекали необходимо замкнуть электрическую цепь гальванометр фиксирует появление тока в цепи сейчас в грива не ческом элементе одновременно протекают 2 электродных процессов анодный и катодный анодом является металл с меньшей величиной электродного потенциала цинка на катоде восстанавливаются катионы миди из раствора стандартный электродный потенциал меди больше чем у цинка механизм электро химической коррозии можно условно представить на макете где шарики это и он атомы с их помощью демонстрируется способность металлов отдавать гидратированный ионы в раствор эта способность определяется величиной стандартного электродного потенциала цинковый анод на нем видны следы коррозионного разрушения а на медном катоде видны следы осажденные меди из раствора медного купороса примером электрохимической коррозии может быть атмосферная коррозия в этом случае коррозии происходит за счет образования микро гальвано пару анодные участке которых разрушаются итак сражение металла и среды продолжается но в отдельных случаях на поверхности металла образуется плотная оксидная пленка возник защитный слой и тогда борьба затихает в концентрированной азотной кислоте медь растворяется при этом выделяются бурые пары диоксида азота в разбавленный она образует оксид азота сталь в разбавленной азотной кислоте растворяются в концентрированный нет образовавшаяся оксидная пленка предохраняет металл от разрушения шарики и он атома металла не торопятся покинуть решетку произошла пассивации в лабораторных условиях с помощью потенциал статы можно наблюдать этот процесс самописец вычерчивает график из которого видно что величина коррозионного тока резко уменьшилась вследствие образования пассивной пленки выделяется участок где произошло резкое падение коррозионного тока это пассивность это явление широко используется в современной технике так например при воронение оксидные пленки получают в расплаве едкого натра и нитрита натрия таким образом мы подошли к теме защита металлов один из способов защиты металл сам подсказал человеку это пассивация но необходим прочный химических щит который предохранял бы металл от агрессивного воздействия существует немало способов защиты самый лучший из них создание такого металла который бы вообще не к радировал но такого сплава пока нет в настоящее время проблему создания коррозионностойких материалов изучают в лабораториях институтах на специальных коррозионных станциях в различных климатических условиях при этом исследуется антикоррозионные свойства металлов один из путей создания коррозионно-стойкого металла получения особых сплавов которые добавляют хром никель молибден титан ниобий и другие компоненты это легирование технологии создания таких сплавов трудоемко связано с большими энергозатратами легированный металл важен при точном литье изменение окружающей среды одно из возможных условий уменьшения коррозии рассмотрим опыт с вольфрамовой нитью слева вольфрамовой нить на воздухе справа защищена инертным газом пропускаем ток через обе нити незащищенная вольфом у винить быстро перегорают потому что коррозионное разрушение вывела ее из строя на правую нить подаем еще большее напряжение но защищенный инертным газом она продолжает гореть так атмосфера криптона в обычной лампочки надежно предохраняет вольфрамовая нить ингибирование способ при котором скорость коррозии снижается если в агрессивную среду ввести соединение значительно замедляющие коррозионный процесс ингибиторы кислотного травления добавляются непосредственно в емкости с правильным раствором в опыте с металлическим стержнем при добавлении ингибиторов в кислую среду металл практически перестал корродировать одним из механизмов ингибирования являются адсорбция ингибитора на поверхности защищаемого изделия ингибированная бумаги и пленки применяются при долговременном хранении различают металлические и неметаллические покрытия изолирующие металл от агрессивной среды крупногабаритные детали погружаются в расплав для горячего цинкования при этом покрытие не имеют декоративного вида но надежно защищают изделие в производственных условиях большие детали или трубы защищают методом металлизации металл распыляется в электрической дуге и сжатым воздухом или инертным газом наносится на поверхность изделия блокирование метод защиты металла от коррозии другим металлом который устойчив к агрессивной среде plucked подвергают прокатки с последующей термообработкой в результате диффузии на границе металлов возникает прочное сцепление перед нами биметалл трубы газо и нефтепроводов защищаются комбинированным способом мазок на бетонное покрытие ингибированная бумага и одновременно с этим катодная защита сущность электрозащиты состоит в том что на катод которым является сам трубопровод накачиваются электрона от внешнего источника тока и это тормозит коррозию анодом в этом случае может служить любой ненужные металл даже металлолом морские нефти вышки подводные сооружения гребные винты судов могут быть защищены методом протекторной защиты в этом случае протектором будет активный металл с более отрицательным потенциалом например цинк который разрушаясь сам защищает объект надежным способом защиты от коррозии являются гальванические покрытия которые получают электролизом водных растворов покрытие более активным металлом называются анодный me покрытие менее активным металлом подобными так например в пищевой промышленности широко используется покрытие оловом лужение не металлические покрытия это покрытие лаками красками различными силикатными эмалями и полимерными материалами покрытие силикатными эмалями широко применяются в химической промышленности например эмалирование после нанесения эмали изделия подается в специальную печь на общего кислотостойкие эмали применяют для покрытия вакуумных аппаратов резервуаров реакторов используя их химической пищевой и других отраслях народного хозяйства это образцы изделий в которых применён один из наиболее стойких пластиков фторопласт он применяется при защите изделий работающих наиболее жестких условиях нанести на деталь фторопласт довольно сложно практически он не имеет растворителя в этой установке строя плазмы плавят порошок а затем уже струя газа как из пульверизатора наполяет его на деталь расплавленная частицы накрепко привариваются поверхности металла создавая отличный защитный слой стальная лента она обработана новым методом диффузионной металлизации стального проката в вакууме разогревается феррохром чем выше его температурой глубже вакуум тем активнее и он атомы хрома оторвутся от его поверхности и станут глубже проникать в стальную ленту верху лента внизу феррохром они не должны соприкасаться процесс начался поверхность ленты подвигается бомбардировки атомы хрома проникают в поверхностный слой стали все глубже и глубже и образуют прочный защитный слой развитие народного хозяйства в значительной степени определяются производством металлов и сплавов успешное решение вопросов борьбы с коррозией общегосударственная задачи ну