Адсорбция окислителя на металле

Виды коррозии

Коррозионные процессы классифицируют по механизму взаимодействия металлов с внешней средой; по виду коррозионной среды и условиям протекания процесса; по характеру коррозионных разрушений; по видам дополнительных воздействий, которым подвергается металл одновременно с действием коррозионной среды.

- химическая - это вид коррозионного разрушения, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды;

- электрохимическая - процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости.

Виды коррозии по условиям протекания:

- атмосферная коррозия - наиболее распространенный вид коррозии, связанный с разрушением металлов в атмосфере воздуха;

- газовая - коррозионное разрушение металла под воздействием газов при высоких температурах;

- жидкостная - вид коррозии металла в жидкой среде, который подразделяется на коррозию в электролитах и неэлектролитах;

- почвенная - коррозия металла в грунтах и почвах;

- биокоррозия - вид коррозии, связанный с разрушением под влиянием живых микроорганизмов;

- структурная - связанная с неоднородностью структуры металлов;

- коррозия блуждающими токами - вид электрохимического разрушения под воздействием блуждающих токов;

- внешним током - электрохимическое разрушение металла под влиянием тока от внешнего источника;

- контактная коррозия - возникает при контакте разнородных металлов (имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите);

- щелевая коррозия - явление повышения скорости коррозионного разрушения в зазорах и щелях в металле;

- коррозия под напряжением - разрушение металла при одновременном воздействии агрессивной среды и механических напряжений;

- кавитация - разрушение металла при одновременном воздействии ударного воздействия внешней среды и коррозионного процесса;

- фреттинг-коррозия - вид коррозии, возникающий при колебательных перемещениях двух поверхностей относительно друг друга в условиях коррозионной среды;

- коррозия при трении (коррозионная эрозия) - происходит при одновременном воздействии на металл трения и коррозионной среды;

 

2. Теория электрохимической коррозии. Уравнение нернста

Электрохимическая коррозия - самый распространенный вид коррозии. Электрохимическая коррозия возникает при контакте металла с окружающей электролитически проводящей средой. При этом восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости. Первопричиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в окружающих их средах. Ржавление трубопровода, обивки днища морского суда, различных металлоконструкций в атмосфере - это, и многое другое, примеры электрохимической коррозии.

К электрохимической коррозии относятся такие виды местных разрушений, как питтинги, межкристаллитная коррозия, щелевая. Кроме того процессы электрохимической коррозии происходят в грунте, атмосфере, море.

Механизм электрохимической коррозии может протекать по двум вариантам:

1) Гомогенный механизм электрохимической коррозии:

2) Гетерогенный механизм электрохимической коррозии:

Электрохимическая коррозия имеет некоторые особенности: делится на два одновременно протекающих процесса (катодный и анодный), которые кинетически зависимы друг от друга; на некоторых участках поверхности электрохимическая коррозия может принять локальный характер; растворение основного мет. происходит именно на анодах.

Поверхность любого металла состоит из множества короткозамкнутых через сам металл микроэлектродов. Контактируя с коррозионной средой образующиеся гальванические элементы способствуют электрохимическому его разрушению.

Причины возникновения местных гальванических элементов могут быть самые разные:

1) неоднородность сплава

- неоднородность мет. фазы, обусловленная неоднородностью сплава и наличием микро- и макровключений;

- неравномерность окисных пленок на поверхности за счет наличия макро- и микропор, а также неравномерного образования вторичных продуктов коррозии;

- наличие на поверхности границ зерен кристаллов, выхода дислокации на поверхность, анизотропность кристаллов.

2) неоднородность среды

- область с ограниченным доступом окислителя будет анодом по отношению к области со свободным доступом, что ускоряет электрохимическую коррозию.

3) неоднородность физических условий

- облучение (облученный участок - анод);

- воздействие внешних токов (место входа блуждающего тока - катод, место выхода - анод);

- температура (по отношению к холодным участкам, нагретые являются анодами) и т. д.

При работе гальванического элемента одновременно протекает два электродных процесса:

Анодный - ионы металла переходят в раствор

Fe → Fe²⁺ + 2e

Происходит реакция окисления.

Катодный - избыточные электроны ассимилируются молекулами или атомами электролита, которые при этом восстанавливаются. На катоде проходит реакция восстановления.

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^- (кислородная деполяризация в нейтральных, щелочных средах)

O₂ + 4H⁺ + 4e → 2H₂O (кислородная деполяризация в кислых средах)

2 H⁺ + 2e → H₂ (при водородной деполяризации).

Торможение анодного процесса приводит к торможению и катодного.

Коррозия металла происходит именно на аноде.

 

Равновесный потенциал подчиняется уравнению Нернста:

E=E^ο+ (RT/nF) Lnα_Meⁿ⁺

где, E^ο - стандартный потенциал мет.; R - молярная газовая постоянная; n - степень окисления иона мет.; Т - температура; F - число Фарадея;α_Meⁿ⁺ - активность ионов мет.

При установленном равновесном потенциале электрохимическая коррозия не наблюдается.

Если по электроду проходит электрический ток - равновесное состояние его нарушается. Потенциал электрода изменяется в зависимости от направления и силы тока. Изменение разности потенц., приводящее к уменьшению силы тока, принято называть поляризацией. Уменьшение поляризуемости электродов называют деполяризацией.

Скорость электрохимической коррозии тем меньше, чем больше поляризация. Поляризация характеризуется величиной перенапряжения.

Поляризация бывает трех типов:

- электрохимическая (при замедлении анодного или катодного процессов);

- концентрационная (наблюдается, когда скорость подхода деполяризатора к поверхности и отвода продуктов коррозии мала);

- фазовая (связана с образованием на поверхности новой фазы).

Электрохимическая коррозия наблюдается также при контакте двух разнородных металлов. В электролите они образуют гальванопару. Более электроотрицательный из них будет анодом. Анод в процессе будет постепенно растворяться. При этом идет замедление или даже полное прекращение электрохимической коррозии на катоде (более электроположительном). Например, при контакте в морской воде дюралюминия с никелем интенсивно растворятся будет именно дюралюминий.

 

3. защитная оксидная пленка. Величина изменения энергии гибса

У большинства металлов при взаимодействии с окислителями поверхность покрывается пленкой окислов.

Образование продуктов коррозии

Если между металлом и окислителем есть химическое сродство (окисел термодинамически стабильный), то пленка, состоящая с хемосорбированного окислителя, превращается в окисную пленку. Металл и окислитель в окисной пленке поддерживают ионную связь.

Продукты коррозии – химические соединения, которые образовались в результате химического взаимодействия металла и некоторых компонентов окружающей среды. Продукты коррозии формируют на поверхности металла пленку, которая может обладать защитными свойствами, затрудняя подход окислителей. Данный процесс протекает с самоторможением во времени.

Пленки продуктов коррозии очень сильно влияют на жаростойкость металлов, поэтому необходимо изучить их свойства, закономерности роста и влияние на них различных внешних и внутренних факторов.

Технологические покрытия

Изобретение относится к защитным покрытиям от окисления. Техническим результатом изобретения является повышение жаростойкости, вязкости, понижение значений удельного давления и коэффициента трения покрытия при температурах нагрева штамповок до 1400°C. Защитное технологическое покрытие содержит, мас.%: SiO₂ 15-21; MgO 5-10; Na₂O 7-8,5; 3CaO·Al₂O₃ 1-9; Al₂O₃·MgO 2-5; B₂O₃ 8-12,5; B_{аморфный} 2,5-3,5; NiAl₂O₄ 3-5; NiSiO₄ 3,5-10; Al₂O₃ - остальное. 2 табл., 12 пр.

Изобретение относится к области производства силикатных материалов, которые могут быть использованы как защитные покрытия от окисления и в качестве высокотемпературной смазки при технологических нагревах в процессе изготовления деталей и полуфабрикатов в машиностроении и в других отраслях народного хозяйства.

Известно защитное технологическое покрытие следующего химического состава, мас.%:

Al2O3	19-33
CaO	1-8
MgO	1-7,5
3CaO·Al2O3	0,8-1,2
CaO·6Al2O3	3-11
ВаО·6Al2O3	3-5
MgO·Al2O3	0,3-1
SiO2	остальное

(RU 2404933 C1, 27.11.2010).

Известно также защитное технологическое покрытие следующего химического состава, мас.%:

SiO2	40-75
Al2O3	6-18
CaO	4-11
MgO	1-4
B2O3	5-15
Na2O	0,5-1
K2O	0,3-3
ВаО	5-10
Al2O3·3SiO2	2-7

 

Аэрозолирование

В некоторых случаях металлические предметы бывает необходимо защитить от коррозии только на ограниченный период. Это может быть защита на время хранения или транспортировки, например станков, двигателей, редукторов, слесарного и режущего инструмента и других орудий производства, а такке полуфабрикатов, как-то металлической полосы, листа, проволоки и труб. Такая противокоррозионная защита называется временной и обычно достигается с помощью пленкообразующих веществ или летучих ингибиторов коррозии или путем хранения в сухом воздухе.

Одна форма применения летучих ингибиторов — так называемое аэрозолирование. Принцип этого простого и высокопроизводительного метода заключается в переводе ингибиторов в форму аэрозоля струей горячего воздуха и конденсации их на поверхности изделия. Конденсированный тонкий слой ингибитора защищает металлический предмет от атмосферной коррозии в течение определенного времени, продолжительность которого зависит от количества нанесенного ингибитора и степени замкнутости системы. Было изготовлено несколько видов переносных аэрозолирую-щих устройств, предназначенных для образования защитных ингибирующих покрытий на изделиях, с внутренним пространством, позволяющим выполнять герметизацию. Речь идет о трубах, больших металлических сосудах, цистернах, резервуарах, котлах, дистилляционной аппаратуре и т. д. Преимущество применения летучих ингибиторов заключается в том, что при хороших защитных параметрах они практически не требуют расконсервации по истечении срока защиты. В 1 м объема распыляют не менее 10 г аэрозоли, например бензоата аммония.

Коррозионные растрескивание

Коррозионное растрескивание (КР) — это разрушение металла вследствие возникновения и развития трещин при одновременном воздействии растягивающих напряжений и коррозионной среды. Оно характеризуется почти полным отсутствием пластической деформации металла.

КР — это опасный вид разрушения металлов. В химической аппаратуре КР наиболее часто наблюдается в конструкциях, которые имеют остаточные напряжения после термической или механической обработки, при монтаже и сборке оборудования, при сварке, в условиях эксплуатации при повышенных давлениях и температурах.

На возникновение КР и его интенсивность оказывают большое влияние характер агрессивной среды, ее концентрация и состав. КР в напряженном состоянии подвержены почти все металлы и сплавы. На долю КР в химической, нефтегазовой и теплоэнергетической отраслях промышленности приходится от 20 до 40 % всех коррозионных разрушений.

Для КР характерны следующие особенности:

образование трещин сопровождается возникновением хрупкости металла;

возможно возникновение межкристаллитных и транскристал-литных трещин с разветвлениями;

время индукционного периода до образования трещины зависит от величины приложенных растягивающих усилий.

,

нитраты, хлориды, кислоты и щелочи (рис. 5.5). Углеродистые стали, содержащие более 0,2 % С и имеющие ферритно-перлитную или перлитную структуру, менее склонны к КР. Наиболее чувствительной является мартенситная структура. Все режимы термической обработки, вызывающие появление мартенсита, делают сталь склонной кКР.

Метод наплавки.

1.4.4. Износостойкая наплавка

Мощным средством экономии затрат живого и овеществленного труда является повышение долговечности быстроизнашиваемых деталей и узлов оборудования, машин и механизмов методами наплавки и напыления.

Наплавка износостойкими сплавами является наиболее универсальным, экономичным и широко применяемым в народном хозяйстве средством восстановления и изготовления деталей машин и механизмов, придания их рабочей поверхности специальных качеств, способствующих росту срока службы. Наплавка, представляющая собой процесс нанесения на специально подготовленную поверхность изготовляемых или ремонтируемых деталей расплавленного присадочного металла, образующего с поверхностными слоями детали сплав с высокими механическими и служебными свойствами.
В промышленности, строительстве, на транспорте и в сельском хозяйстве применяются практически все известные способы и разновидности наплавки. Непрерывно совершенствуются и внедряются в производство прогрессивные способы наплавки: дуговая порошковыми проволоками и лентами, электрошлаковая, индукционная, вибродуговая, плазменная и др.

На износостойкую наплавку и простую восстановительную наплавку расходуется более 5% всех электродов, около 11% сварочной проволоки сплошного сечения и почти половина всей порошковой проволоки, производимых в бывшем СССР.
Потребность Украины в наплавочных материалах – электродах и порошковых проволоках и лентах вполне удовлетворяется за счет выпуска на большом количестве мелких предприятий и в специализированных цехах промышленных предприятий, наиболее крупным из них является цех мощностью 6 тыс. тонн в год по производству порошковой проволоки на Нижнеднепровском заводе металлоизделий в г. Днепропетровске.
В результате увеличения производства наплавочных работ достигается большая экономия металла, как за счет восстановительной наплавки, так и за счёт повышения износостойкости и срока службы деталей машин и конструкций.

Применение наплавочных процессов позволяет многократно восстанавливать изношенные детали оборудования, металлорежущий и штамповый инструмент, а также создавать новые биметаллические конструкции с требуемыми технологическими и эксплуатационными свойствами, которые во много раз повышают ресурс работы изделий, значительно сокращают расход конструкционных и легированных инструментальных сталей и снижают трудоёмкость их изготовления.
Процесс износостойкой наплавки может осуществляться различными способами. По применяемым источникам энергии для нагрева и плавления износостойких присадок и поверхности деталей наплавка может быть классифицирована следующим образом (табл. 1.2).

Постановка задачи наплавки, определяющая выбор способа осуществления этого процесса, начинается с того же, с чего должна начинаться любая работа инженера или учёного – с чёткого формулирования задачи, которую необходимо решать и цели проведения этой работы – т.е. представления ожидаемого результата.
Эта работа не является тривиальной, т.к. необходимо обдумать всю программу планируемой работы.

Например:
Задача № 1 – решить поставленную проблему износа.
Цель - вернуть машину в работоспособное состояние.
Задача № 2 – исследовать механизм изнашивания.
Цель - создать материалы, стойкие против изнашивания в заданных условиях.
Задача № 3 – разработать износостойкие материалы или виды обработки, повышающие износостойкость.
Цель - извлечь прибыль при продаже материалов и технологий.
Благодаря использованию научных знаний сварка и наплавка перестали быть эмпирическим искусством и развились в точную науку.
Совершенствование методов изучения физических и химических свойств веществ обеспечило более точное их определение и возможность контроля за рабочими параметрами процессов. Химическая термодинамика дала возможность получить необходимую фундаментальную информацию для оценки оптимальных условий осуществления различных процессов при наплавке.

Aдсорбция газов на металлах

Адсорбцией называют изменение концентрации вещества на границе раздела фаз. Адсорбционное равновесие, т.е. равновесное распределение вещества между пограничным слоем и граничащими фазами, является динамическим и быстро устанавливается.

Частицы, которые находятся на поверхности твердого тела, обладают избыточной энергией.

За счет этого молекулы окружающей среды притягиваются к металлу и концентрируются на его поверхности. Этот процесс протекает всегда самопроизвольно и с положительным тепловым эффектом.

Различают два вида адсорбции: физическую и химическую.

Физическая адсорбция обусловлена вандер-ваальсовскими силами. Энергия связи между молекулами адсорбата и поверхностью металла невелика (порядка 40-50 кДж/моль). Равновесие устанавливается быстро. Адсорбированные вещества могут быть легко удалены с поверхности. Физическая адсорбция наиболее отчетливо проявляется при низких температурах, близких к температуре конденсации адсорбата.

Хемосорбцией называется процесс адсорбции, сопровождающийся химической реакцией между молекулами адсорбированного вещества и металлом. Энергия связи между атомами оценивается величинами 150— 160кДж/моль. Связь, возникающая между металлом и окислителем, имеет ионный характер. Металл отдает атому адсорбированного вещества электроны. Процесс хемосорбции протекает очень быстро (доли секунды). Внешняя поверхность адсорбированной пленки при этом заряжается отрицательно, а внутренняя — положительно.

Количество адсорбированного вещества, отнесенное к единице поверхности, зависит от температуры среды и концентрации адсорбата в газовой или жидкой фазе.

называется изотермой адсорбции.

Впервые теоретическое обоснование изотермы адсорбции было дано Ленгмюром. Им было сделано несколько допущений, упрощающих модель процесса.

Адсорбция может быть мономолекулярной и полимолекулярной. В последнем случае на поверхности адсорбента образуется несколько слоев. Первый мономолекулярный слой обусловлен силами взаимодействия между поверхностью твердого тела и адсорбатом. Второй и последующие слои удерживаются ван-дер-ваальсовскими силами. Слои адсорбата распределяются по поверхности неравномерно. На некоторых участках их может быть два или три слоя.

 

Технология хромирования

Хромирование – это процесс нанесения хрома на металлическое изделие. Такая обработка позволяет существенно изменить или улучшить физико-химические характеристики поверхности детали, инструмента, иного объекта, а также придать последним привлекательный внешний вид. Поверхность хромированных изделий обладает высокой стойкостью к коррозии, жаростойкостью, износостойкостью, более технологичными электромагнитными и механическими свойствами.

Наиболее распространенными способами нанесения хрома являются электролитический и диффузионный. Химическое хромирование производится с помощью водных растворов при определенной температуре, в отличие от первых двух способов, не требует специального оборудования и позволяет получить необходимое покрытие для изделий любой формы на всей их поверхности, даже в полостях.

В основе этого процесса лежит химическая реакция, во время которой хром восстанавливается из растворов своих солей посредством гипофосфита натрия и ряда других химреактивов, а затем осаждается на металлическую поверхность. Именно наличие гипофосфита натрия во всех смесях, применяемых при химическом нанесении хрома, является главным отличием от любого состава химраствора хромирования установкой для электролитического способа получения такого покрытия.

При химическом методе получают слой хрома, который первоначально имеет серый цвет и приобретает требуемый блеск после полирования. Химический способ, по сравнению с электролитическим и диффузионным, позволяет нанести более качественное хромовое покрытие, в котором присутствует фосфор, значительно увеличивающий его твердость.

Технология химического хромирования не требует значительных финансовых вложений, достаточно проста и может проводиться самостоятельно. Однако используемые химреактивы, растворы из них, испарения, образующиеся в процессе химических реакций, ядовиты и представляют опасность для здоровья. Поэтому хромирование необходимо проводить в помещении, которое хорошо проветривается и желательно, оборудовано принудительной вентиляцией.

При приготовлении растворов для хромирования химическим способом и других смесей, применяемых во вспомогательных операциях, используют дистиллированную воду. Химреактивы необходимо брать чистые, имеющие на этикетке обозначение "Ч". Посуду для приготовления растворов и хромирования используют эмалированную или стеклянную.

Прежде чем начать хромирование, деталь обязательно тщательно очищают и обезжиривают. От качества проведения этих операций надежность и добротность будущего покрытия зависят в значительной мере. При необходимости изделие подвергают пескоструйной обработке, снимая лишние слои до основного металла, или шкурят наждачной бумагой. Удалению подлежат ржавчина, краска, грязь. Наилучших результатов хромирования можно добиться, если поверхность изделия отшлифовать, а затем отполировать. После этого деталь обезжиривают в следующем водном растворе:

· натр едкий – 100–150 г/л;

· сода кальцинированная – 40–50 г/л;

· клей канцелярский (силикатный) или "жидкое стекло" – 3–5 г/л.

Полученную смесь нагревают до 80–100 °С и держат в ней изделие, в зависимости от уровня загрязненности, от 15 минут до 1 часа. Чем чище и ровнее поверхность, тем надежнее, прочнее будет ее сцепление с покрытием. Затем обработанную и подготовленную деталь декапируют – дополнительно обезжиривают и активируют в специальном растворе.

Стальные детали перед хромированием обязательно омедняют – наносят на поверхность слой меди. Готовят для этого следующий водный раствор:

· медь сернокислая – 50 г/л;

· кислота серная концентрированная – 5–8 г/л.

Рабочая температура смеси 15–25 °С. Изделие погружают в раствор на 5–10 секунд, затем тщательно промывают в воде и сушат. Хромирование будет более качественным, если провести никелирование – стальную деталь не только омеднить, но и покрыть никелем, толщина слоя которого будет более 1 мкм. После этого приступают к хромированию.

Для покрытий из хрома требуется термическая обработка. Она повышает сцепление нанесенного слоя (слоев) с основным металлом за счет низкотемпературной диффузии. Термическая обработка хромовых покрытий заключается в нагреве деталей до температуры 400 °С с последующей выдержкой их при этом режиме в течение 1 часа. Закаленные хромированные изделия (ножи, пружины, рыболовные крючки и тому подобное) при такой температуре могут отпуститься – потерять свою твердость.

Поэтому для них низкотемпературную диффузию осуществляют при 270–300 °С в течение 3 часов. Термообработка также повышает твердость нанесенного хромового покрытия. После высыхания хромированных деталей на них виден серый "налёт" нанесенного хрома. Чтобы покрытие приобрело зеркальную гладкость и стало блестеть, его необходимо отполировать, применяя материалы и составы для ухода за хромированными изделиями – специальную продукцию с авторынка (салфетки, мази и так далее) или используя пасту ГОИ.

Условия хромирования

 Низкий коэффициент трения и высокая твердость хрома позволяют с успехом применять его для исключения задиров при трении вязких, склонных к схватыванию материалов (нержавеющих сталей, титановых сплавов и др.). Этими же свойствами определяется высокая износостойкость хромового покрытия, которая зависит от режима хромирования и условий работы трущихся пар (прирабатывае-мости, обеспеченности смазкой, давления и относительной скорости). При правильно выбранных условиях хромирования и эксплуатации хромированных деталей износостойкость стальных деталей после хромирования возрастает в три — пять раз. 

Большая зависимость структуры пористого хрома от условий хромирования, а также от места механической обработки в технологическом процессе покрытия, т. е. от того, производится ли она до или после анодного травления.

Хромирование аллюминия

При непосредственном хромировании алюминиевых сплавов основной задачей является подготовка поверхности детали к покрытию.

Для этого деталь из алюминия или алюминиевого сплава протирается тканью, смоченной бензином, и обезжиривается в течение 3-5 мин. в растворе: 50 г/л Na2CO3, 50 г/л Na3PO4, 30 г/л жидкого стекла при T = 60-65о.

После промывки в горячей и холодной воде, деталь обрабатывают в цинкатном растворе (200 г/л ZnSO4 ´ 7H2O, 200 г/л NaOH) в течение 30-40 сек., затем промывают водой и производят обработку в разбавленном 1:1 растворе HNO3 в течение 5-7 сек. Деталь промывается в воде и вновь погружается в тот же цинкатный раствор на 10 сек.

После промывки деталь замешивается в ванну хромирования (желательно под током) и хромируется при обычных режимах.

Хорошие результаты дает также гидропескоочистка с завешиванием деталей, покрытых мокрым песком, под током в ванну хромирования.

Для алюминия и сплавов из него перед хромированием химическим способом проводят также еще одну обработку – цинкатную. Растворы для этой операции приведены после составов для декапирования. По завершении цинкатной обработки изделия промывают в воде и помещают в хромирующий раствор.

Сущность процесса коррозии

Коррозия металлов чаще всего сводится к их окислению и превращению в оксиды. Гидратированный оксид железа Fе₂O₃·H₂О и является тем, что люди называют ржавчиной. Это рыхлый порошок светло-коричневого цвета. Многие металлы при коррозии покрываются плотной, хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не позволяет кислороду воздуха и воде проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от дальнейшего окисления.

По своей сущности коррозию делят на химическую и электрохимическую. Ржавление железа или покрытие патиной бронзы — химическая коррозия. Если эти процессы происходят на открытом воздухе в комнатных и особенно в природных условиях, то такую коррозию часто называют атмосферной. В промышленном производстве металлы нередко нагреваются до высоких температур и в таких условиях химическая коррозия ускоряется. Многие знают, что при прокатке раскаленных кусков металла образуется окалина. Это типичный продукт химической коррозии. Окалина получается и при простой разливке на воздухе расплавленного металла в изложницы.

Коррозия металлов бывает сплошной и местной. Сплошная коррозия не представляет особой опасности для конструкций и аппаратов особенно в тех случаях, когда потери металлов не превышают технически обоснованных норм. Ее последствия могут быть сравнительно легко учтены. Значительно опаснее местная коррозия, хотя потери металла здесь могут быть и небольшими. Один из наиболее опасных видов местной коррозии – это точечная. Она заключается в образовании сквозных поражений, т.е. в образовании точечных полостей – так называемых питтингов. Местной коррозии благоприятствуют морская вода, растворы солей, в частности галогенидных (хлорид натрия, магния и др.). Опасность местной коррозии состоит в том, что, снижая прочность отдельных участков, она резко уменьшает надежность конструкций, сооружений, аппаратов.

 

Механизм газовой коррозии.

Образующаяся на поверхности металла оксидная пленка может защищать металл от дальнейшего окисления. Образование подобной пленки может быть следствием:

1) адсорбции молекул кислорода поверхностью металла, соприкасающейся c атмосферой;

2) химического взаимодействия металла и газа с образованием химического соединения.

В резуль­тате протекания химической реакции

mМе (т) + mn/2O (адc) = тМе n+ + mn/2О2- = МеmОmn/2 (т)

и перестройки атомов металла и кислорода, соответствующей их пространственному

распределению в окисле

образуется сначала мономолекулярный (рис.), а затем полимолекулярный слой оксидов. В дальнейшем атомы кислорода диффундируют (проникают) через образовавшийся слой оксида, одновременно с этим в противоположном направлении диффундируют ионы металла. Реагируя с кислородом, ионы металла образуют оксид, что приводит к появлению новых слоев пленки, т. е. к её утолщению. (рис.). По мере утолщения пленки процесс диффузии будет затрудняться. Возникающая пленка будет тормозить дальнейшее развитие коррозионного процесса только в том случае, когда она будет обладать защитными свойствами.

Влияние электропроводности.

Существование этой корреляции объясняется влиянием электропроводности дисперсионной среды на электрические свойства дисперсной системы в целом. При малых концентрациях смолы в растворе вследствие адсорбции молекул смолы и ионов примесей электропроводность дисперсий мала. При увеличении концентрации смолы в растворе происходит заполнение твердой поверхности пигмента макромолекулами смолы. Одновременно происходит перераспределение молекул в адсорбционном слое, низкомолекулярные примеси и короткоцепные фракции смолы вытесняются с поверхности пигмента более высокомолекулярными. Это приводит к повышению электропроводности дисперсионной среды и дисперсии.

Чисто электрический пробой имеет место, когда исключено влияние электропроводности и диэлектрических потерь, обусловливающих нагрев материала, а также отсутствует ионизация газовых включений. В случае однородного поля и полной однородности структуры материала пробивные напряженности при электрическом пробое могут служить мерой электрической прочности вещества.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии используются для замедления образования ржавчины на металлах. Действие замедлителей основано на возможности отдельных химических веществ снижать скорость развития коррозии в металлах или даже во Ингибиторы востребованы при защите металлических изделий во время травления и промывания. Данные вещества добавляются в полимерные покрытия, воски, смазки, упаковку, в закрытое пространство, где хранится металл. В результате этих мероприятий увеличиваются защитные возможности покрытий
При попадании на металл, начинается адсорбция ингибиторов, что снижает скорость ионизации. Процесс ионизации может замедляться как у металла, так и у кислорода, либо в обоих случаях одновременно.
В последнее время налажено производство большого ассортимента различных ингибиторов. Существуют замедлители, предназначенные для отдельных групп металлов (черные или цветные) и вещества универсального применения, которые можно применять во всех случаях. Обратите внимание! Выбирая тот или иной ингибитор, нужно проконсультироваться со специалистом или внимательно изучить справочники. Дело в том, что одно и то же вещество, по отношению к разным металлам, может как способствовать, так и замедлять развитие коррозийного процесса.

 

Ингибиторы в кислых средах

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в кислых средах и может быть использовано для защиты оборудования из нержавеющих сталей и титана в средах, содержащих серную или фосфорную кислоты. Повышение защитного действия достигается ингибитором коррозии металлов, содержащим гексаметилентетрамин и оксиэтилидендифосфоновую кислоту при соотношении гексаметилентерамина к оскиэтилендифосфоновой кислоте (в моль), равном (1-30): (1-3). 2 табл.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в кислых средах и может быть использовано, в частности для защиты оборудования из нержавеющей сталей и титана в средах, содержащих серную или фосфорную кислоты.

Известны ингибиторы коррозии металлов в кислых средах на основе аминов, пиридинов, ацетиленовых и этиленовых спиртов и их производных, эфиров, кетонов, а также некоторых неорганических солей меди и так далее.

Одним из наиболее известных ингибиторов коррозии металлов в кислых средах является ингибитор БА-6. Ингибитор БА-6 продукт конденсации бензиламина с уротропином [1] Недостатком указанного ингибитора является недостаточно высокое защитное действие для высоколегированных сталей и титана, а также низкая степень защиты при повышенных температурах. Так, в растворах серной кислоты при температурах более 80oC степень защиты ингибитора БА-6 для нержавеющих сталей не превышает 40% Ближайшим решением поставленной задачи является ингибитор для защиты как сталей, так и титана в кислых средах, представляющий собой гексаметилентетрамин (ГМТА) [2] Недостатками данного ингибитора являются слабый защитный эффект при повышенных температурах для нержавеющих сталей, высокая защитная концентрация. Кроме того, ГМТА снижает каталитическую активность кислот (при использовании последних в качестве катализаторов) за счет их нейтрализации.

 

Режим хромирования.

Режимы нанесения гальванического хромового покрытия оказывают очень большое влияние на качество готового хромового покрытия и его защитно-декоративные свойства (в том числе и устойчивость к коррозии). Сразу после загрузки деталей в сульфатный электролит подается ток, превышающий в полтора раза расчетное значение тока (и поддерживается в течение 15 – 30 секунд). Это так называемый «толчок» тока, который необходим для того, чтоб улучшить кроющую способность сульфатных электролитов. Потом ток снижается до номинального. Особо необходим такой «толчок» тока, если гальваническое хромовое покрытие наносится на изделия из чугуна. Если покрытие наносится на детали, изготовленные из стали, то сначала подается противоположный ток (для анодного растворения пленок оксидов), а затем уже «толчок» тока в прямом направлении.

Покрытия, полученные в сульфатных электролитах при температуре 330 – 332К и плотности тока 30 – 50 А/дм², будут отличаться высокой износостойкостью. З