134

турах происходит поверхностная или объёмная диффузия металла в из- делие: алитирование (Al, Zn), хромирование (Cr), силицирование (Si) и др.

Электрохимический способ, основанный на процессах электролиза (гальванопокрытия), качество покрытий зависит от состава электролита, величины рН, плотности тока и других факторов. Например, в состав элек- тролита вводятся добавки, увеличивающие его электропроводность (H2SO4, Na2SO4), активирующие процесс (NaCl), обусловливающие постоянные зна- чения рН (буферные растворы), блескообразователи, а также добавки, улучшающие адгезию (сцепление) покрытия с поверхностью изделия.

Для получения тонкослойных покрытий из Cu и Ag на изделиях слож- ной конфигурации с множеством отверстий используются цианистые соединения этих металлов (K[Cu(CN)2], K[Ag(CN)2]), обладающие высокой рассеивающей способностью. Процесс идет с большой поляризацией и обусловливает равномерность осаждения покрытия.

Для создания антикоррозионных покрытий, устойчивых к истира- нию, а также обладающих жаропрочностью и химической устойчиво- стью используется электролитическое хромирование с толщиной покры- тия δ = 0,1 мкм. Электролит для хромирования: H2CrO4 и H2SO4 в соот- ношении 100:1. Анод — листовой Pb, устойчивый в растворе электроли- та. Катод — покрываемая подложка.

При хромировании из кислых электролитов процесс лимитирует ка- тодная реакция, которая протекает в несколько стадий. В растворах с рН < 7 Cr+6(CrO42-) неустойчив и восстанавливается до Cr+3 по уравнению

CrO42- + 8H+ + 3e = Cr3+ + 4H2O

Следующая стадия связана с процессами разряда ионов Cr3+ на ка- тоде. На аноде идет процесс окисления O 2 из воды.

4.2.3.3. Электрохимическая защита

Электрохимическая защита подразделяется на две разновидности: протекторную и электрозащиту ( катодную) .

Протекторная защита — это присоединение к защищаемой конст- рукции вспомогательного электрода — протектора, значительно актив- нее защищаемого металла конструкции. Вследствие образования макро- гальванического элемента протектор, служащий анодом, разрушается, а на защищаемой конструкции — катоде — идут процессы восстановле- ния окислителя среды. Используется для защиты крупногабаритных из- делий в условиях хорошо проводящей среды.

Эффективность протекторной защиты и радиус его действия зависит от электропроводности среды и значения ∆φ металла изделия и протекто- ра. Например, радиус действия цинкового протектора в H2O дистиллиро-

135

ванной составляет 0,1 см, а в 3%-ном растворе NaCl — 60 см. Соотноше- ние поверхностей протектора и защищаемого изделия от 1/200 до 1/1000. Для предотвращения пассивации протектора (образования на нем трудно растворимых продуктов коррозии), его помещают в специальную среду- заполнитель. Анод массой 10 – 12 кг служит примерно 8 – 12 лет. Применяется для защиты паровых котлов, заводской арматуры, морских судов и т. д.

Катодная или электрозащита. В условиях плохо проводящей среды используют катодную защиту — подсоединение защищаемой конструк- ции к отрицательному полюсу внешнего источника тока, а к положи- тельному полюсу — вспомогательного электрода, любого по активности. При этом создается электролизная система, в которой защищаемая кон- струкция является катодом. На положительном электроде идут процессы окисления: самого анода (электрод растворимый) или восстановителя среды (электрод инертный). Например, приведем схему защиты подзем- ного стального оборудования в условиях нейтральной почвы (Н2О, О2, Na+, К+ и др.). Составим схему катодной защиты, используя в качестве вспомогательных электродов: а) отходы железа; б) графитовый стержень:

а)

Fe (отходы) ((+) А)

(К (–)) Fe

+

+

Н2О, О2, Na , К

Н2О

Н2О

О2

О2

Na+

К+

K: O2 + 2H2O + 4e = 4OH–;

A: Fe – 2e = Fe2+.

б)

C (графит) ((+) А)

(К (–)) Fe

+

+

Н2О, О2, Na , К

Н2О

Н2О

О2

О2

Na+

К+

K: O2 + 2H2O + 4e = 4OH–;

A: 2H2O – 4e = O2 + 4H+.

136

Этот вид защиты используется для подземных сооружений: нефте- хранилищ, труб, газопроводов, нефтепроводов и т.д.

4.2.3.4. Другие способы защиты

Наряду с перечисленными способами защиты от коррозии использу- ется возможность уменьшения скорости ее протекания путем изменения состава коррозионной среды.

Аэрация растворенного кислорода (сильнейшего активатора корро- зии) из жидкой среды кипячением или пропусканием раствора через фильтры из стальной стружки.

Введение в коррозионную среду специальных веществ — ингибито- ров, замедляющих процесс коррозии. Адсорбируясь на анодных и катод- ных участках, они нарушают работу гальванопар, иногда вступают с по- верхностью металла во взаимодействие с образованием пассивных соеди- нений. Обычно в качестве ингибиторов используются азотсодержащие ор- ганические соединения, альдегиды, алкалоиды и др. в количествах от 0,01 до 1%. Кислотный ингибитор — катапин, продукт конденсации парадоде- цилбензохлорида с пиридином, тормозит растворение стали в HCl, H2SO4, H3PO4, причем с возрастанием температуры его активность увеличивается. Его добавляют к кислотам при транспортировке их в стальных емкостях.

Эффективно действие летучих ингибиторов, которыми пропитыва- ют упаковочный материал, используемый при хранении и транспорти- ровке приборов, радиоаппаратуры и др.

Часто внутрь упаковки помещают пакетики с силикагелем, активно поглощающим влагу из воздуха, предупреждая тем самым её конденса- цию на изделиях при хранении и транспортировке при низких темпера- турах и в условиях повышенной влажности.

В каждом отдельном случае выбор того или иного способа защиты от коррозии диктуется технической и экономической целесообразностью.