Защита металлов от коррозии.

^{Электрохимическая защита (протекторная и электрическая). Протекторная защита основана на растворении металлапротектора, который подсоединяют к источнику тока как анод, а изделие — как катод. Чем больше электропроводность окружающей среды и разность потенциалов металлов, тем больше эффективность и радиус действия протектора. Чаще всего в качестве протектора для защиты стали, чугуна используют Zn,Mg,сплав 10% Zn+90% А1. Применяют протекторную защиту в авиа и судостроении, в котлах, трубопроводах, нефтехранилищах и т. д.}

^{Пассивация — образованием плотной микропленки под действием сильного окислителя, предохраняющей металл от дальнейшей коррозии. широко используется для защиты металлов от коррозии. Легко пассивируются также Сг, Ni, Тi. Поэтому хромистые и хромоникелевые стали самопроизвольно пассивируются в сильных минеральных кислотах (исключение — НСI). Пассивация используется при создании кислотоупорных, жаропрочных и других сталеи.}

^{Пассивация поверхности защищаемого объекта возможна за счет анодной поляризации от внешнего источника тока. Затраты электроэнергии минимальны, так как применяются слабые токи. Такая защита в сильно агрессивных средах на несколько порядков уменьшает скорость коррозии. Заiцищаемое изделие присоединяют как анод, катоды размещают вблизи поверхности изделия. Как правило, анодной защите подвергаются изделия из углеродистых и нержавеющих сталей, Тi, Zг и др.}

^{Для защиты трубопроводов, кабелей от почвенной коррозии и от действия блуждающих токов применяют катодную защиту}

^{Химическая защита. Создание на поверхности металла защитных пленок путем оксидирования и фосфатированйя может применяться при отделке изделий в учебных мастерских.}

^{1)Оксидирование черных металлов по цвету пленки черный, темно-синий — называют воронением. Проводят химическое воронение кипячением изделия в водном растворе, содержащем NаОН,Na}₂^{O и селитру. Образующаяся пленка Fе}₃^O₄ ^{достаточно пориста, и для повышения коррозионной стойкости вороненые детали пропитывают маслом. Так защищают детали, работающие в сухом воздухе (часовые стрелки, пружины, ленты и т. д.), газах при повышенных температурах (ружейные стволы, пружины и т. д.). Осуществляют также термическое воронение: детали, покрытые тонким слоем 15...25%-ного раствора асфальтового или масляного лака в бензине, нагревают и выдерживают в печи 12...20 мин при 350.. .450 °С. Полированные стальные изделия оксидируют погружением на 1...3 мин в расплавленную натриевую селитру при температуре 310...350 °С. Получается тонкая прочная пленка красивого синего цвета. Синение применяют и как художественную отделку поверхности.}

^{Оксидирование (анодирование) алюминия и его сплавов проводят электрохимическим путем в растворах серной, хромовой и других кислот. Изделие после тщательной очистки завешивается в ванну как анод (катод—свинцовые пластинки). Поверхность анода разрыхляется в течение 0,5 ч. Промытое изделие наполняют (окрашивают) в растворах анилиновых красителей в течение 2.. .5 мин при температуре 70-°С, вновь промывают и кипятят в дистиллированной воде (30 мин) для уплотнения и закрепления пленки. Анодирование повышает сопротивление коррозии, истиранию и др. Оксидирование в щавелевой кислоте придает изделиям товарный вид — желтый, серебристый, красно-коричневый цвет.}

^{2)Фосфатирование — создание на поверхности металла (чугуна, стали) твердых, хрупких, пористых пленок нерастворимых фосфатов. Пористость делает изделия восприимчивыми к окрашиванию и пропитке маслом, после чего фосфатированная поверхность хорошо защищает металл от атмосферной коррозии во влажном воздухе. При химическом фосфатировании изделие выдерживают 30...50 мин в 3%-ном растворе дигидроортофосфатов Мп и Ее при температуре 96...98 °С. Добавки азотнокислого натрия в 3...10 раз ускоряют процесс. Электрохимическое фосфатирование производят в растворе с 0,2...0,4% дигофата цинка по режиму: переменный ток с частотой 60 с-1, U=20 В, T=60...70 °С, 4...5 мин. Качество покрытия более высокое, чем при химическом фосфатировании.}

^{Защита методом обработки среды. Коррозия происходит не только в воде, но и в атмосфере (сухой, влажной, морской, загрязненной), в растворе солей, щелочей, кислот и т. д.}

^{Уменьшения агрессивности среды добиваются с помощью специальных добавок — ингибиторов (замедлителей), не изменяющих свойств среды, а пассирующих металл. Концентрация вводимого ингибитора зависит от состава, свойств, температуры среды и др. Ингибиторы для водной коррозии можно использовать только в случае замкнутых циклов (объем воды постоянный или изменяется незначительно). Замедлителем коррозии стали в воде служит 0,51 %-ный раствор уротропина.}

^{Механизм действия ингибиторов различный. Одни из них адсорбируются на всю поверхность, другие избирательно, на отдельные участки. Избирательно действующие ингибиторы подразделяются на анодные и катодные.}

^{К анодным относятся ингибиторы с окислительными свойствами (хроматы, дихроматы, нитриды и др.), образующие на поверхности металла пассивные, как правило оксидные, пленки толщиной около 0,01% мкм.}

^{Катодные ингибиторы тормозят коррозию, сокращая число катодных участков (ZnSО}₄^{, ZnCl}₂ ^{и др.) либо поглощая кислород (Nа}₂^СО₂^{), находящийся в растворе, и т. д.}

^{Анодные и катодные ингибиторы применяют для защиты металлов только в нейтральных и щелочных средах.}

^{Металлические покрытия. По механизму защитного действия они разделяются на катодные и анодные.}

^{Катодное покрытие хорошо защищает металл, но любое нарушение целостности (царапины, трещины и т. д.) делает его даже вредным. Поэтому оно должно быть сплошным и не проницаемым для агрессивной среды. Анодное покрытие защищает металл тем, что корродирует само. Поэтому мало заботятся о его герметичности.}

^{Покрытия наносятся— металлизацией (распылением) расплавленного металла: любого плавящегося в кислородно-ацетиленовом пламени или электрической дуге. Этот метод экономичен, производителен, позволяет не только повысить коррозионную стойкость изделия,но и восстановить изношенные поверхности (газовый пистолет позволяет распылять жидкий металл со скоростями 140...300 м/с, благодаря чему происходит осаждение металла на поры, царапины и другие дефекты). Все же защитный слой оказывается пористым и применять желательно лишь в случае нанесения анодных покрытий. Выбор покрытия определяется условиями службы изделия. От атмосферной коррозии сталь предохраняют цинком, от коррозии в морской воде, атмосфере — латунью и т. д.}

^{Покрытия наносят и при помощи диффузионной металлизации Широко и давно известны и применяются методы горячего покрытия: лужение — покрытие изделий, тонким слоем олова, не образующим токсичных соединений; цинкование — покрытие поверхности изделия цинком. Лудят жесть, медную посуду (котлы, кастрюли) и т. д. Цинкованию подвергают трубы, отдельные детали машйн, кровельное железо и т. д. По. отношению к железу олово является катодом, а цинк— анодом Поэтому особой плотности от цинкового покрытия не требуется — оно само, корродируя, защитит железо. Наоборот, оловянное покрытие должно быть высокого качества — плотным, газонепроницаемым. .}

^{Неметаллические покрытия. Примерно 60% всех защищаемых от коррозии металлических поверхностей подвергаются самой дешевой и простой в исполнении защите — нанесению лакокрасочных покрытий (ЛКП). Наиболее широко используются (в том числе для окраски автомобилей, приборов и др.) нитролаки и нитроэмали. Они. хорошо сопротивляются воздействию бензина, масла быстро высыхают. Наиболее стойкими (служат до 10...15 лет) являются алюминиевые краски.}

^{Капроновые, нейлоновые, фторопластовые, эпоксидные, полиэтиленовые и другие пленки обладают высокой’стойкостью, являются хорощим электроизолятором, имеют прочное сцепление с металлом. Их наносят кистью, окунанием, распылением, электростатическим методом, приклеиванием или приВариванием пленок к защищаемой поверхности.}

^{В тех случаях, когда покрытия должны сочетать эластичность, водо и газонепроницаемость с хорошей химической стойкостью, применяют гуммирование — нанесение резиновых или эбонитовых покрытий. Поверхность металла предварительно зачищают, покрывают резиновым клеем и листами сырой резины, вулканизируют и проводят отделку. Гуммируют гальванические ванны, краны, цистерны, трубопроводы и другую химическую аппаратуру, предназначенную для работы с кислотами, щелочами и др.}

^{Эмалирование — покрытие стеклоэмалями (фарфоровидный слой затвердевших расплавленных стекол специального состава:Nа}₂^{О, РЬО, Si0}₂ ^{, В}₂⁰₃ ^{и др.) придает поверхности высокую стойкость в органических и минеральных кислотах. Эмали имеют высокую твердость и сопротивление истираемости, но хрупки. Эмалируют котлы с воздухоподогревателями, различную посуду, художественные и ювелирные изделия (финифть) и т. д.}

^{Для защиты поверхности металла от действия высоких температур (. 1200 °С) применяют керамические покрытия. Их наносят напылением (например, окись алюминия и двуокись циркония).}