Химическая коррозия

Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃ Сухой гидроксид железа - окалина

При электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде).

Экономический ущерб от коррозии

Экономические потери от коррозии металлов огромны. В США по последним данным NACE международная ассоциация инженеров-коррозионистов ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1 % от ВВП (276 млрд долларов). В Германии этот ущерб составил 2,8 % от ВВП. По оценкам специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4 % валового национального продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20 % годового производства стали.

Ржавчина является одной из наиболее распространенных причин аварий мостов. Так как ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходная масса железа, её наращивание может привести к неравномерному прилеганию друг к друга конструкционных деталей

Защита от коррозии

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и разрешение этой проблемы является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые потери, к которым относятся стоимость разрушившейся конструкции, стоимость замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Ещё больший ущерб составляют косвенные потери. Это простои оборудования при замене прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических процессов.

Идеальная защита от коррозии на 80 % обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20 % качеством используемых лакокрасочных материа­лов и способом их нанесения. Обычно выделяют три направления методов защиты от коррозии:

Конструкционный Активный Пассивный

Наиболее производительным и эффективным методом подготовки поверхности перед

дальнейшей защитой субстрата является абразивоструйная очистка^[4].

Пескостру́йная обрабо́тка — холодная абразивная обработка поверхности камня, стекла, металлических изделий путём повреждения её поверхности песком или иным абразивнымпорошком, распыляемым потоком воздуха, а при гидроабразивной обработке — струёй воды или иной жидкости. Впервые запатентован американцем Бенджамином Чу Тилгманом (1821—1901) в 1870 году (патент США 104408)^[2].

• очистка металлических заготовок от окалины, старой краски, ржавчины и других за­грязнений

• обезжиривание металлических заготовок перед окраской, газотермическим напылением, гальванотехническими и т. п. операциями

• очистка арматуры электровакуумных приборов перед сборкой и откачкой баллона

• декоративное матирование стекла

• создание декоративной "шероховатости" поверхности

Современные технологии пескоструйной обработки используют следующие технологии:

• газодинамической очистки с разгоном абразива в реактивной струе до скорости в 300 м/с

• гидроструйная очистка потоком воды с различным давлением (от 100 до 7500 бар)

• гидроабразивная очистка потоком воды с различным давлением несущем в себе абразив и/или ингибитор

• очистка сухим льдом

Активные методы борьбы с коррозией направлены на изменение структуры двойного электрического слоя. Применяется наложение постоянного электрического поля с помощью источника постоянного тока, напряжение выбирается с целью повышения электродного потенциала защищаемого металла и

Катодная защита — это электрохимическая защита, основанная на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь

Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществлен с помощью внешнего источника постоянного тока (станции катодной защиты) или соединением с протекторным анодом, изготовленным из металла более электроотрицательного, относительно объекта. При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех её участках протекает только катодный процесс. Обусловливающий коррозию, анодный процесс перенесен на вспомогательные электроды. Отсюда названия - "жертвенный анод", "жертвенный электрод". Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая "перезащита", связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к ускорению коррозии. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий.