14. Защита металлов от коррозии

Коррозия металлов происходит вследствие их взаимодействия с химически активными веществами, содержащимися в природных и технологических средах.

В результате коррозии ежегодно теряется около 10 % общего количества выплавляемых черных металлов.

Коррозия металлов может быть уменьшена или практически устранена

• нанесением защитных покрытий (например, лакокрасочных);

• введением в среду ингибиторов (например, хроматов, нитритов, арсенидов);

• применением коррозионно-стойких материалов (например, сплавов, содержащих металлы с высокой склонностью к пассированию — хром, никель, молибден и др.).

К числу мероприятий по борьбе с коррозией металла относятся:

• очистка металлов от примесей, ускоряющих коррозионные процессы (удаление серы из железных сплавов);

• легирование элементами, которые переводят металл в пассивное состояние (например, стандартный электродный потенциал углеродистой стали при введении 12,6 % хрома изменяется с - 0,6 В до +1,8 В, и сталь становится устойчивой к коррозии не только в сухих газовых средах, но и в атмосфере, воде и многих промышленных средах, содержащих кислород и другие окислители);

• нанесение на изделия защитных покрытий.

Защиту от коррозии следует начинать правильным подбором химического состава и структуры металла. Однако наибольшее распространение в практике для защиты металла от коррозии получили легирование и защитные покрытия.

Защитные покрытия (пленки) могут быть металлическими, оксидными, битумными, полимерными, лакокрасочными, стеклоэмалевыми, бетонными и др.

Металлические покрытия представляют собой механическую (катодное покрытие) или электрохимическую (анодное покрытие) защиту.

Катодное покрытие — это покрытие металлом, который более электроположителен, чем основной (лужение железа оловом). Разрушение основного металла может произойти только в том случае, если на покрытии образуется трещина или отверстие, и пленка уже не будет механически защищать металл.

Анодное покрытие — это покрытие более электроотрицательным металлом, чем основной (например, цинкование и хромирование стали). В случае повреждения электрохимическое растворение металла покрытия препятствует коррозии основного металла.

Процесс нанесения металлических покрытий называется металлизацией.

Металлизация — покрытие поверхности изделия слоем металла или сплава для придания ей физических, химических и механических свойств, отличных от свойств металлизируемого материала.

Оксидные покрытия получают, например, при оксидировании и фосфатировании.

Фосфатирование — создание на изделии поверхностной пленки из нерастворимых солей железа или марганца в результате обработки металла фосфатами железа или марганца.

Использование лакокрасочных покрытий основано на механической защите металла пленкой из различных красок и лаков. Лакокрасочные покрытия используют, например, для защиты трубопроводов с наружной и внутренней сторон. Такие покрытия состоят из двух-трех слоев грунтовки и двух слоев эмали.

Эмалевые покрытия наплавляют на металл, используя различные комбинации силикатов (кварц, полевой шпат, буру, глину и др.).

Битумные покрытия наносят в заводских и полевых условиях на трубы при диаметре не более 800 мм и температуре транспортируемых продуктов не выше 40 °С.

Полимерные покрытия получают наклеиванием полимерной пленки, напылением порошкообразного полимера (или другими методами) на поверхность конструкционного материала, например металлопласта.

Металлопласт – конструкционный материал, состоящий из металлического листа (сталь, алюминий, титан и др.), покрытого с одной или двух сторон слоем полимера, например, полиэтилена, фторопласта, поливинилхлорида.

Полимерные покрытия, используемые в полевых условиях, представляют собой липкие изоляционные полиэтиленовые и полихлорвиниловые ленты, которые наматываются на трубопровод в один или два слоя.

Полиэтиленовые ленты применяют на трубопроводах, диаметр которых не более 1420 мм и температура транспортируемого продукта не выше 60 °С, полихлорвиниловые — при диаметре не более 1020 мм и температуре не выше 35 °С.