2. Защита металлов от коррозии

Коррозия приводит к разрушению металлических изделий и конструкций: машин, цистерн, корпусов кораблей, трубопроводов, мостов и т. д. Этот процесс ухудшает свойства металлов и значительно снижает их прочность. Разрушенные коррозией детали могут стать причиной аварий и экологических катастроф. На ремонт и восстановление поражённых коррозией конструкций приходится тратить огромные средства. Поэтому антикоррозионная защита металлов и сплавов является одним из важнейших технологических вопросов.

 

Для защиты металлов от коррозии используются следующие способы:

  

Легирование — это введение в состав сплава веществ, повышающих его устойчивость к коррозии. В качестве таких добавок используются металлы, которые на воздухе покрываются оксидной плёнкой. Это хром, никель, алюминий, вольфрам, молибден, титан и другие. Наиболее известные легированные сплавы — нержавеющие стали, из которых изготавливают медицинские инструменты, кухонную посуду, детали машин.

 

 

Защитные покрытия препятствуют контакту металла с окружающей средой. По своей природе они бывают металлические, неметаллические и химические.

 

Используются разные металлические покрытия. Например, лужение — это нанесение на поверхность стали тонкого слоя олова. Применяют также оцинковывание, хромирование, никелирование и т. д.

 

 

В качестве неметаллических покрытий используются органические и неорганические вещества: полимеры, лаки, краски, масла. Эти вещества наносятся тонким слоем на поверхность металла, что препятствует его контакту с воздухом или с жидкой средой.

 

 

Химические покрытия — создание на поверхности металла плёнки соединения, защищающей от коррозии. Пример такого покрытия — воронение стальных изделий. На поверхности металла создают плёнку из оксидов железа, которая защищает от ржавления и придаёт красивый внешний вид. Используются также фосфатные, силикатные, нитридные и другие покрытия.

  

Изменение свойств среды достигается двумя путями. Первый путь — это уменьшение концентрации коррозионно-активных веществ (например, удаление кислорода из воды кипячением). Второй путь — добавление ингибиторов, т. е. веществ, замедляющих коррозию. В качестве ингибиторов используются соединения, имеющие восстановительные свойства (амины, мочевина формальдегид и др.).

 

Электрохимические методы защиты от коррозии — это протекторная (анодная) защита и катодная защита.

 

Протекторная защита заключается в прикреплении к металлическому изделию кусков более активного металла (протектора). Например, к стальным трубопроводам, корпусам кораблей приваривают магний или цинк. Более активный металл (протектор) разрушается, а сталь от коррозии защищена.

 

Используются также заклёпки или детали из протектора. На фотографии показано использование протектора для защиты корпуса лодки. Детали из более активного металла окисляются, на них заметен налёт продуктов коррозии. Стальные части корпуса защищены, следов ржавления не видно.

 

 

Катодная защита предполагает подключение изделия к отрицательному полюсу источника тока, что делает окисление металла невозможным.