Вопрос 27. Методы защиты металлов от коррозии. Анодные и катодные покрытия.

Для предупреждения коррозии и защиты от нее применяются электрохимические методы, изменение коррозион­ных свойств металла, изменение свойств коррозионной среды, комбинированные методы и т. д.

К электрохимическим методам зашиты металлов относятся катодная защи­та, протекторная защита и др. При катодной защите защищаемая конструкция или деталь присоединяется к отрицательному полюсу источника электрической энергии и становится катодом. В качестве анодов используются куски железа или специально изготовленные сплавы. При надлежащей силе тока в цепи на защищаемом изделии происходит восстановление окислителя, процесс же оки­сления претерпевает вещество анода.

Протекторная защита осуществляется присоединением к защищаемому ме­таллу большого листа, изготовленного из другого, более активного металла — протектора. В качестве протектора при защите стальных изделий обычно при­меняют цинк или сплавы на основе магния. При хорошем контакте между ме­таллами защищаемый металл (железо) и металл протектора (например, цинк) оказывают друг на друга поляризующее действие. Согласно взаимному положе­нию этих металлов в ряду напряжений, железо поляризуется катодно, а цинк - анодно. В результате этого на железе идет процесс восстановления того окислителя, который присутствует в воде (обычно растворенный кислород), а цинк окисляется.

И протекторы, и катодная защита применимы в средах, хорошо проводящих электрический ток, например в морской воде. В частности, протекторы широко применяются для защиты подводных частей морских судов.

Изменение коррозионных свойств металла достигается его легированием или нанесением на поверхность металла защитных покрытий.

Из химически стойких сплавов наиболее широкое применение имеют нержа­веющие стали, в состав которых входит до 18% хрома и до 10% никеля.

Покрытия, применяемые для защиты металлов, подразделяются на металли­ческие, неметаллические и образованные в результате химической или электрохимической обработки поверхности металла.

В качестве металлов для покрытия обычно применяют металлы, образующие

на своей поверхности защитные пленки. Как уже говорилось, к таким металлам относятся хром, никель, цинк, кадмий, алюминий, олово и некоторые другие. Значительно реже применяются металлы, имеющие высокий электродный потенциал — серебро, золото. Существуют различные способы нанесения металлических покрытий, наибольшие преимущества имеют методы гальванотехники.

Анодное покрытие: в коррозионной среде возьмем с одной стороны более активный метал – цинк, а справа- менее активный – железо. В данном процессе цинк является анодом, то цинковое покрытие железа называется анодным покрытием.

Катодное покрытие: рассмотрим пару олово – железо, так как олово менее активный восстановитель чем железо, то разрушению будет подвергаться железные конструкции. В данном случаи олово служит катодом и будет называться катодным покрытием.

К неметаллическим относятся покрытия лаками, красками, эмалями, феноло-формальдегидными и другими смолами. Для длительной защиты от атмосфер­ной коррозии металлических сооружений, деталей, машин, приборов чаще всего применяются лакокрасочные покрытия.

Покрытия, создаваемые химической или электрохимической обработкой ме­талла, представляют собой в основном защитные оксидные или солевые пленки. Примерами могут служить оксидирование алюминия (создание на его поверх­ности стойких оксидных пленок), фосфатирование стальных изделий (создание защитных пленок, состоящих из фосфатов).

Изменение свойств коррозионной среды пригодно для случаев, когда защища­емое изделие эксплуатируется в ограниченном объеме жидкости. Метод состоит в удалении из раствора, в котором эксплуатируется защищаемая деталь, рас­творенного кислорода (деаэрация) или в добавлении к этому раствору веществ, замедляющих коррозию, — ингибиторов. В зависимости от вида коррозии, при­роды металла и раствора применяются различные ингибиторы. При атмосфер­ной коррозии применяют хорошо адсорбирующиеся на металле вещества: моноэтаноламин, карбонат аммония, уротропин, нитрит натрия. Для нейтральной коррозионной среды и растворов солей в качестве ингибиторов используют неор­ганические соли хромовых кислот, фосфорной, кремниевой, азотной и азотистой кислот. В кислых средах используют органические ингибиторы, содержащие ато­мы азота, серы, фосфора, кислорода и группировки атомов о ненасыщенными связями. Защитное действие ингибиторов обусловлено тем, что их молекулы или ионы адсорбируются на поверхности металла и каталитически снижают скорость коррозии, а некоторые из них (например, хроматы и дихроматы) пере­водят металл в пассивное состояние.