Методы защиты металлов от коррозии

Применение различных методов защиты металлов от коррозии позволяет в какой-то степени свести к минимуму потери металла. В зависимости от причин, вызывающих коррозию, различают следующие методы защиты.

1) Обработка среды, в которой протекает коррозия металла.К подобным методам относят процессы нейтрализации среды, обескислороживание, введение ингибиторов (замедлителей) коррозии.

Эти методы используются в случаях, когда объем коррозионной среды достаточно ограничен. Широкое распространение получили ингибиторы, которые защищают от атмосферной коррозии изделия из черных и цветных металлов при хранении, транспортировке и т.д. В качестве ингибиторов используют как неорганические, так и органические вещества: хроматы, полифосфаты, формальдегид, различные амины, уротропин и др.

Введение в раствор таких окислителей как K₂Cr₂O₇ и K₂CrO₄ способствуют образованию на железе оксидных пассивирующих

пленок. Полифосфаты, к которым относится и «Калгон»(гексаметафосфат натрия–(NaPO₃)_n, гдеn = 6 - 20), образуют с ионами Са²⁺ и Mg²⁺ водорастворимые соли, т.е. одновременно умягчают воду и ингибирует процесс коррозии за счет образования на поверхности плотной пленки фосфата железа.

Действие ингибиторов заключается в следующем. При малых концентрациях, ингибитор адсорбируется на активных участках поверхности металла и блокирует их, снижая скорость коррозии в разы. При больших концентрациях ингибитор создает на поверхности плотно закрывающие защитные пленки, наподобие масляных, которые препятствуют доступу деполяризатора к поверхности металла и замедляют скорость его растворения. Ингибиторы могут замедлять как анодную реакцию окисления металла, так и катодную стадию восстановления окислителя - деполяризатора.

2) Метод деаэрации (обескислороживания) заключается в удалении из воды кислорода. Для этого используют специальные вещества: сульфит натрия (Na₂SO₃ + 1/2O₂ = Na₂SO₄), пирогаллол и другие, а также пропускают воду через слои металлической стружки, которая корродирует по механизму кислородной деполяризации и при этом поглощает кислород из воды.

Важнейшими коррозионностойкими сплавами являются нержавеющие стали с повышенным содержанием хрома: хромистые и хромоникелевые. На рис. 8 показано влияние количества хрома в железохромистых сплавах на электрохимический потенциал сплава.

Рис. 8. Влияние хрома на потенциал сплавов Fe - Cr

Из рис.8 видно, что содержание хрома в нержавеющей стали должно быть не менее 15 % и при этом потенциал стали сдвигается в положительную сторону почти на 1,0 В, снижая возможность ее окисления. Наиболее распространенная нержавеющая сталь Х18Н10Т, содержит 18 % хрома и 10 % никеля. Кроме сдвига потенциала, хром и никель на поверхности нержавеющих сталей

Во многих случаях на поверхности металлов (Ti, Nb, Zr, Cr, А1) специально формируют стойкие оксидные пленки, которые предохраняют металлы от коррозии (так, на поверхности алюминия методом анодирования создают слои Al₂O₃, препятствующие дальнейшему окислению металла). Высокая химическая стойкость большинства оксидов этих металлов связана с тем, что по своей природе они являются либо диэлектриками, либо полупроводниками и плохо проводят электрический ток. По этой причине катодная и анодная реакции, связанные с переносом заряда (электрона) через закрывающий металл оксид, из-за большого электрического сопротивления становятся невозможными.