За визначенням корозія - це руйнування металів та їх сплавів електрохімічним процесом, при якому метал утворює сполуку з неметалевим елементом. Значення латинського слова corrosus - укушений, з’їдений укусом - добре виражає руйнівне явище корозії. У звичайних умовах реакція металевих і неметалевих елементів відбувається лише в тому випадку, якщо неметалевий елемент знаходиться у водному розчині.

У сухих середовищах залізо не іржавіє. Завдяки сухому пустельному клімату всередині єгипетських пірамід могли зберегтися тисячі років залізних предметів.

Процес іржавіння - трохи електрохімії

Коли шматок металу занурений у розчин, позитивно заряджені іони металу мігрують у розчин з його поверхні, залишаючи в металі кількість електронів, що відповідає їх валентності. Це зробить метал негативно зарядженим. Водночас відбувається протилежний процес. Іони металів, які вже перебувають у розчині, мають тенденцію до осаду на поверхні металу, тим більше їх у розчині більше. Два процеси через деякий час приходять в рівновагу. Цей стан називається електрохімічним нормальним потенціалом.
Сам потенціал не можна виміряти, лише різницю потенціалів, тому було домовлено, що потенціал водневого електрода вважається рівним нулю, а потенціал інших металів порівнюється з цим.
Деякі метали направляють в розчин більше іонів, ніж водень. Такі як залізо, цинк, свинець. Інша частина металів менш схильна до розчинення, ніж срібло, золото та платина.

Гальванічний елемент і корозія

Коли метали з різним потенціалом потрапляють у загальний розчин, так що між ними існує електричний зв’язок поза розчином, процес розчинення відбувається з різкою швидкістю. Якщо цинк і мідний стрижень занурені в один і той же електроліт, менш благородний цинк направляє в розчин більше іонів, ніж мідь, залишаючи в цинку більше електронів, які матимуть сильний негативний заряд, ніж мідь. Якщо мідні та цинкові стрижні з'єднати з електричним провідником поза електролітом, електрони будуть надходити до менш негативної міді. При цьому цинк втрачає заряд і направляє в розчин ще більше позитивних іонів цинку, а також електронів до міді.
Коли електрика тече у зовнішньому провіднику, розчинення і без того швидшого розчинення цинку прискорюється, тоді як мідь сповільнюється. Це принцип роботи гальванічного елемента.

Місцеві елементи

На жаль, гальванічні елементи, подібні до описаних вище, існують не тільки в лабораторії, але й спонтанно утворюються в металевих конструкціях. Наслідком цього є прискорення корозії більш нестабільного металу.
У разі контакту з різними металами завжди слід враховувати ризик утворення місцевих елементів. Але поверхня гетерогенно структурованих сплавів - це також ланцюг місцевих елементів, оскільки потенціал різних збагачених частин сплаву буде різним.
Місцевий елемент утворюється, навіть якщо є різниця в концентрації електроліту в контакті з металом. Наприклад, у випадку металевих предметів, занурених у воду, більше розчиненого кисню знаходиться ближче до поверхні води, ніж у глибоких шарах.

Пошкодження, спричинені корозією

Корозія повинна бути захищена!

Доступні такі опції:

- Обробкою корозійного середовища
- Електрохімічними методами
- із захисними покриттями
- Використання корозійно стійких сплавів

Обробка корозійних середовищ

У нас мало шансів вивести кисень і воду із середовища металів, оскільки ми не можемо жити без них. Але ми можемо зменшити кількість шкідливих газів (SO2, CO2, Cl2), що потрапляють в атмосферу, які утворюють з водою кислоти і, таким чином, прискорюють корозію металів. Якщо ми зменшимо викиди цих газів, ми будемо робити добре себе і свої металеві предмети.

Швидше, обробка середовища актуальна лише у випадку закритих систем, як правило, систем охолодження або опалення. Защелачуючи рідину, що циркулює в системі, зменшується внутрішня корозія.
Екстракція розчиненого кисню у воді також є ефективним методом. Для цього вода пропускається через киснево-відновлювальний матеріал, такий як залізна стружка. У цьому випадку нікчемні залізні стружки великої поверхні, іржавіючи, витягують з води розчинений кисень.

Електрохімічний метод, також відомий як катодний захист

Зробивши металевий предмет захищеним катодом, корозія може бути значно уповільнена. Це можна зробити, підключивши його як катод до ланцюга або підключивши до менш благородного металу.
Найчастіше використовується для захисту підземних залізних трубопроводів. Залізний дріт електрично підключений до підземних магнієвих блоків. Утворений магнієвий анод гальванічного елемента повільно розчиняється, захищаючи залізо від іржі. Блок магнію на 10 кг становить приблизно Він зношується під землею через 40-50 років.

Захисні покриття

Призначення захисних покриттів - утримувати вологу та кисень подалі від поверхні металу.
Покривати слід лише чисті металеві поверхні. Якщо поверхня забруднена, під покриттям може тривати корозія. Об'єм оксиду заліза, що утворюється під час корозії заліза, більший, ніж об'єм заліза, тому, якщо покриття недостатньо гнучке, воно потріскає його поверхню. Це називається вибухом іржі.

Захисне покриття може бути виготовлене з неметалевих матеріалів. Такі як фарби, емалі, лаки, пластмаси. Але водовідштовхувальні жири та олії також забезпечують тимчасовий захист. Загальною особливістю неметалевих покриттів є те, що металевий предмет має електричну ізоляцію.

Інший тип захисного покриття - це коли залізо покрите металом, більш стійким до корозії. Метали, які можна використовувати як захисні покриття, включають цинк, олово, нікель, хром, кадмій, алюміній, срібло, золото, платину або титан. Через низьку вартість найчастіше використовується цинк. Це називається цинкуванням.

Процедура пожежі

Покриття може бути виготовлене гарячим способом, при якому метал, що покривається, занурюється в розплав матеріалу покриття. Товщину покриття можна добре контролювати з часом соусу.
Покриття також може бути виготовлене напиленням розплавленого металу покриття на заготовку за допомогою стисненого повітря.
У випадку дуже маленьких заготовок, де потрібно дуже тонке покриття, метал випаровується у вакуумі, за допомогою дугового розряду або лазером, який конденсується на холодній заготовці. Цей процес також може бути використаний для виготовлення покриття з металів з високою температурою плавлення.

Покриття

Об'єкт, що підлягає покриттю, занурюють у ванну, що містить іони металу з покриття, і скріплює як катод контуру постійного струму.
бути. Завдяки електрохімічному відновленню на катоді, тобто на об’єкті, що захищається, утворюється металеве покриття.
Там, де крім корозійної стійкості потрібні висока стійкість до стирання та твердість, нікель або хром використовуються як захисне покриття. В результаті обох металів виходить глянсова поверхня, і тому вони також використовуються як прикраса.

Покриття

Листи використовують для захисту від корозії. Метал, що захищається, очищається, грубіє і холоднокатаний на захисному металевому шарі. Метод в основному для повторного використання-
використовується у виробництві літаків, оскільки високоміцні алюмінієві сплави не є корозійно стійкими.

Багатошаровий захист поверхні

Для обладнання, що використовується в екстремальних умовах, на металевий захисний шар зазвичай наносять неметалеве, спеціально розроблене полімерне * покриття. Комбінуючи покриття, вони можуть створити заготовки, стійкі до корозії навіть в екстремальних умовах. Таким багатошаровим поверхневим захистом є, наприклад, процес обробки поверхні із химерною назвою Delta Magni, Delta Tone.

Про корозійно-стійкі сплави ви можете прочитати у нашому наступному випуску.

* полімер: гігантська молекула, що складається з повторюваних одиниць