Методи захисту від корозії

Сталь і чавун, які становлять головну частину всіх технічних металів і сплавів, досить сильно ржавіють, тому їх захист від корозії потребує особливої уваги.

Виробництво корозійно стійких сплавів (наприклад, високохромистої і хромонікелевої сталі) саме по собі вже є способом боротьби з корозією, причому найбільш ефективним. Нержавіючі сталі і чавуни, також як і корозійностійкі сплави кольорових металів, є найбільш цінними конструкційними матеріалами, однак використання таких сплавів не завжди доцільне через їх високу вартість або з технічних міркувань.

Способи захисту металевих виробів від корозії:

1. металеві покриття;

2. хімічні покриття;

3. катодний захист;

4. неметалеві покриття.

Металеві покриття

Захист від корозії шляхом нанесення тонкого шару металу, який володіє достатньою стійкістю в даному середовищі, дає гарні результати і є досить розповсюдженим.

Металеві покриття можуть бути нанесені:

- гарячим способом;

- гальванічним способом;

- дифузійним способом;

- термомеханічним шляхом;

- металізацією (розпиленням) тощо.

Гарячий спосіб використовується для нанесення тонкого шару легкоплавких металів: олова (лудіння), цинку (цинкування) або свинцю (свинцювання). При цьому способі очищений виріб занурюють у ванну з розплавленим металом, в результаті метал змочує виріб і відкладається на ньому тонким шаром. Лудіння в основному використовується для посуду (котлів, каструль тощо); цинкування – для побутових виробів, заліза для дахів, дротів, труб; свинцювання – для хімічної апаратури та труб.

Гальванічний спосіб полягає в нанесенні на виріб цинку, кадмію, олова, свинцю, нікелю, хрому та інших металів.

Розрізняють анодні і катодні гальванічні покриття.

Анодне покриття здійснюють металами, потенціал яких в даному електроліті нижче потенціалу металу виробу.

Катодне покриття здійснюють металами, потенціал яких в даному електроліті вище потенціалу основного металу. Катодне покриття захищає основний метал, доки воно є суцільним.

Для нанесення покриття виріб занурюють в електролітичну ванну з розчином солей того металу, який необхідно нанести у вигляді захисного шару. Виріб служить катодом, а в якості анода використовують або метал, що не розчиняється в даному електроліті, або той метал який буде осаджуватися.

Гальванічний спосіб широко використовується, бо допускає нанесення любого металу на виріб, дає можливість точно регулювати товщину шару захисного металу і не вимагає нагрівання виробу.

Гальванічні покриття наносять не лише з метою захисту від корозії, але і для:

- підвищення поверхневої твердості і стійкості проти стирання (хромування, нікелювання);

- покращення декоративного виду виробу (золотіння, нікелювання, хромування);

- підвищення їх жаростійкості (хромування);

- одержання поверхні з більшою відбитковою здатністю (нікелювання з наступним поліруванням, хромування) тощо.

Дифузійний спосіб полягає в насиченні захисним металом поверхневого шару виробу. Це насичення здійснюється шляхом дифузії при високих температурах (хіміко-термічна обробка). Цим способом здійснюється алітування (насичення алюмінієм), хромування і силіціювання (насичення кремнієм).

Термомеханічне покриття (плакування) полягає в отриманні біметалів (подвійних металів) шляхом сумісного гарячого прокатування основного і захисного металу. Зчеплення між металами здійснюється за рахунок дифузії під впливом тиску і високої температури. Цей метод є найбільш надійним способом захисту від корозії. Сталь захищають міддю, томпаком, нержавіючою сталлю, алюмінієм; дуралюмін плакують чистим алюмінієм.

Металізація здійснюється шляхом розбризкування крапель розплавленого захисного металу по поверхні виробу за допомогою спеціального апарата – пістолета. Захисний метал у вигляді дроту подається в пістолет, де розплавляється ацетиленово-кисневим полум’ям або електричною дугою і розпилюється струменем повітря. Металізація зручна для захисту великих виробів і здійснення односторонніх покрить. В якості захисних металів при металізації використовують нержавіючу сталь і кольорові метали.

Хімічні покриття

Хімічне покриття полягає в тому, що на поверхні виробу штучно створюють захисні металеві плівки, найчастіше оксидні. Процес створення оксидних плівок називають оксидуванням або воронінням (в зв’язку з тим що після обробки отримують виріб синьо-чорного кольору).

При оксидуванні сталі виріб підлягає дії окислювачів. Найбільш розповсюдженим є спосіб занурення виробів в розчини азотнокислих солей при температурі близько 140 ^оС. Після оксидування для збільшення корозійної стійкості вироби, як правило, покривають жировою речовиною або мінеральними маслами, які заповнюють пори окисної плівки і запобігають проникненню вологи в метал.

Для захисту від корозії також застосовують фосфатування, яке полягає в створенні на поверхні деталі плівки фосфорнокислих солей заліза і марганцю.

Катодний захист

Катодний захист використовується до виробів, які працюють в електролітах. Сутність полягає в тому, що до поверхні, яка підлягає захисту, або поблизу неї прикріплюють протектори, виготовлені з металу, що має потенціал, нижчий, ніж потенціал виробу, який треба захистити. При цьому утворюється гальванічна пара виріб – протектор, в якій анодом буде протектор, а катодом – виріб. В таких умовах протектор буде поступово руйнуватися, захищаючи тим самим виріб. Після руйнації протектора його замінюють іншим.