Korózia kovov, najmä ich hlavných odrôd - elektrochemických, vždy spôsobovala ťažkosti pri prevádzke akýchkoľvek kovových výrobkov, ktoré ich predčasne zničili. Najjednoduchšie nástroje (nôž, sekera, pluh) sa rýchlo rozpadli vo vlhkom prostredí. Predtým, ako sa zistilo, že technické riešenia pozastavujú koróziu kovov, sa uskutočnili mnohé a dlhodobé štúdie chemických procesov ničenia.
Popis procesu
Elektrochemická korózia je proces, ktorý prebieha s povinnou prítomnosťou:
- elektrolyt;
- kovy s nízkymi a vysokými redox potenciálmi (elektródové potenciály).
Elektrolyt je tvorený vodou, kondenzátom, prírodnými precipitátmi. Prítomnosť dvoch typov kovov sa takmer nikdy nestane a je spôsobená dvoma faktormi:
- Heterogénnosť produktu, to znamená prítomnosť cudzích inklúzií.
- Priamo sa dotýkajú produktov z rôznych kovov.
V elektrolyte tvoria heterogénne kovy galvanický článok s krátkou cirkuláciou, nazývaný korózny. Táto kombinácia vedie k rozpusteniu kovu s nižším potenciálom elektród, ktorý sa nazýva elektrochemická korózia. Rýchlosť tohto procesu silne závisí od prítomnosti solí v roztoku a od jeho teploty.
Hlavné predmety korózie
Nerovnorodé kovové miesta sú náhodne umiestnené na povrchu výrobku a závisia od technológie a kvality ich výroby, takže poškodenie koróziou je častejšie lokálne. Okrem toho lokalizácia korózie závisí od heterogenity:
- ochranné oxidové filmy;
- elektrolyt;
- vplyv vonkajších faktorov (vykurovanie, žiarenie);
- vnútorné pnutia spôsobujúce nerovnomernú deformáciu.
Zvárané a nitované spoje sú významnými zástupcami kontaktu cudzích kovov vystavených aktívnej elektrochemickej korózii. Zváranie a nitovanie - najbežnejšie technológie pri výstavbe trvalých spojov vo všetkých popredných priemyselných odvetviach a veľkých potrubných systémoch:
- strojárstvo;
- stavba lodí;
- ropovody;
- plynovody;
- vodovodné potrubia.
Najvýznamnejšie poškodenie zvarov a nitov sa vyskytuje v morskej vode, v prítomnosti soli, v ktorej sa výrazne urýchľuje proces korózie.
Katastrofická situácia sa vyvinula v roku 1967 s dopravcom Anatin rudy, keď morská voda z vĺn búrky zasiahla lode. Medené konštrukcie vo vnútri nákladného priestoru a oceľové puzdro prispeli k vytvoreniu korozívneho prvku v elektrolyte z morskej vody. Prechodná elektrochemická korózia spôsobila zmäkčenie trupu a vytvorenie núdzovej situácie, vrátane evakuačného tímu.
Pozitívny účinok elektrochemickej korózie je veľmi zriedkavý. Napríklad pri inštalácii nových potrubí v systémoch teplého vykurovania obytných budov. Závitové spojky začínajú prúdiť pri počiatočnom nábehu, až kým produkty korózie pozostávajúce z hydratovaného železa nenapĺňajú mikropóry v závite.
Bez ohľadu na typ korózie, chemické alebo elektrochemické, jeho účinky sú rovnaké - zničenie výrobkov veľkej hodnoty . Okrem priamych strát z nepotrebných materiálov dochádza k nepriamym stratám spojeným s únikom výrobku, prestojom pri výmene nevhodných materiálov a častí, porušením predpisov technologických procesov.
Moderné metódy boja
Početný výskum a vývoj technického pokroku viedol k vytvoreniu celého systému metód a nástrojov v boji proti korózii. Ochrana proti korózii má tri hlavné oblasti:
- Konštruktívne riešenia.
- Aktívne metódy.
- Pasívne metódy.
Konštruktívne riešenia spočívajú vo výbere materiálov, ktoré sú minimálne fyzikálne škodlivé:
- nehrdzavejúce ocele;
- legované ocele;
- neželezných kovov.
Aktívne metódy boja vyvolali samotnú elektrochemickú koróziu. Konštantné napätie sa aplikuje na kovovú štruktúru, ktorá sa má chrániť, aby sa zvýšil jej potenciál elektród a spomalil sa proces elektrochemického rozpúšťania. Druhým variantom aktívnej ochrany je obetná anóda, ktorá má nízky potenciál elektród, v dôsledku čoho je namiesto chráneného objektu zničená.
Pasívne metódy spočívajú v použití ochranných povlakov. Technický pokrok v tejto oblasti sa začal vyvíjať jednoduchým lakovaním, ktoré zabraňuje prenikaniu kyslíka, vlhkosti a kondenzátu na povrch kovov. Potom prišlo pokovovanie na základe:
- pozinkovanie zinkom;
- chróm - chrómovanie;
- nikel - niklovanie.
Pozinkované železo, poniklované a chrómované príbory, plechovky s výrobkami slúžia už mnoho rokov, nie sú schopné poskytovať elektrochemickú koróziu, zachovávajúc krásny vzhľad, zabraňujúci poškodeniu potravín.
Technický pokrok vo vývoji metód boja proti korózii
Keďže korózna strata kovu predstavuje astronomický súčet, technický pokrok naďalej ponúka nové spôsoby, ako sa s ním vyrovnať, pretože sa zlepšuje vedecký výskum a hardvér. , Patrí medzi ne:
- tepelné striekanie, tvoriace ultra tenké ochranné povlaky;
- tepelné difúzne povlaky, ktoré vytvárajú silnú ochranu povrchu;
- pokovovanie kadmiom na ochranu ocele v morskej vode.
K rastu priemyselnej produkcie dochádza s neustálym rastom produkcie kovových výrobkov. Elektrochemická korózia, bez ohľadu na historickú epochu, je stálou hrozbou pre veľké množstvo štruktúr a kritických štruktúr. Vytváranie nových metód a prostriedkov boja je preto jednou z úloh výskumu technického pokroku.