2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34
Tradiciniai metalų apsaugos nuo korozijos metodai vis rečiau atitinka techninius reikalavimus, taikomus svarbiausių konstrukcijų ir medžiagų eksploatacinėms savybėms. Namų karkasų, vamzdynų ir metalinių dangų guolių sijos neapsieina vien be mechaninės apsaugos nuo rūdžių, kai kalbama apie ilgalaikį gaminio naudojimą. Veiksmingesnis būdas apsaugoti nuo korozijos yra elektrocheminis metodas ir ypač pasyvavimas. Tai vienas iš būdų naudoti aktyvius tirpalus, kurie ant ruošinio paviršiaus sudaro apsauginę ir izoliuojančią plėvelę.
Technologijos apžvalga
Pasyvavimas turėtų būti suprantamas kaip plonos plėvelės formavimo procesas ant metalinio paviršiaus, kurio struktūrapasižymi dideliu atsparumu. Be to, šios dangos funkcijos gali būti įvairios – pavyzdžiui, akumuliatoriaus elektrolituose ji ne tik prailgina elektrodų tarnavimo laiką, bet ir sumažina savaiminio išsikrovimo intensyvumą. Apsaugos nuo korozijos požiūriu pasyvavimas yra būdas padidinti medžiagos atsparumą agresyviai aplinkai, kuri provokuoja rūdžių atsiradimą. Tas pats apsauginės-izoliacinės dangos formavimo mechanizmas gali skirtis. Elektrocheminiai ir cheminiai metodai iš esmės skiriasi, tačiau abiem atvejais galutinis rezultatas bus išorinės ruošinio struktūros perėjimas į chemiškai neaktyvią būseną.
Elektrocheminės apsaugos nuo korozijos principas
Pagrindinis elektrocheminio pasyvavimo veiksnys yra išorinės srovės poveikis tiksliniam paviršiui. Katodo srovės pratekėjimo pro koroduojančią metalo konstrukciją momentu jos potencialas pasikeičia neigiama kryptimi, o tai taip pat keičia ruošinio molekulių jonizacijos proceso pobūdį. Anodinio poveikio sąlygomis iš išorinio poliarizatoriaus pusės (būdinga rūgštinei terpei), gali prireikti padidinti srovę. Tai būtina norint nuslopinti poliarizatorių ir vėliau pasiekti visišką antikorozinę apsaugą. Tačiau padidėjus paviršiaus pasyvavimui dėl išorinės srovės, padidėja vandenilio išsiskyrimas, dėl kurio metalas hidrinamas. Dėl to metalinėje konstrukcijoje prasideda vandenilio tirpimo procesas, o vėliau prastėja ruošinio fizinės savybės.
Katodasapsaugos metodas
Tai tam tikra elektrocheminė antikorozinė izoliacija, kuriai naudojama katodinės srovės taikymo technika. Tačiau šis metodas gali būti įgyvendintas įvairiais būdais. Pavyzdžiui, kai kuriais atvejais gamyboje pakankamas potencialo poslinkis užtikrinamas prijungus dalį prie išorinio srovės š altinio kaip katodą. Anodas yra inertiškas pagalbinis elektrodas. Šiuo metodu atliekamas siūlių pasyvinimas po suvirinimo, apsaugotos metalinės gręžimo konstrukcijų platformos ir požeminiai vamzdynai. Katodinio pasyvavimo metodo pranašumai apima efektyvumą slopinant įvairius korozijos procesus.
Be bendrų rūdžių pažeidimų, išvengiama duobių ir tarpkristalinės korozijos. Taip pat praktikuojami tokie katodinio elektrocheminio veikimo metodai kaip apsauginis ir galvaninis. Pagrindinis šių metodų bruožas yra labiau elektroneigiamo metalo naudojimas kaip poliarizatorius. Šis elementas liečiasi su apsaugotu gaminiu ir veikia kaip anodas, kuris operacijos metu sunaikinamas. Panašūs metodai dažniausiai naudojami šiltinant mažas konstrukcijas, pastatų dalis ir konstrukcijas.
Anodo apsaugos metodas
Su anodine metalinių dalių izoliacija potencialas pasislenka teigiama kryptimi, o tai taip pat prisideda prie paviršiaus atsparumo korozijos procesams. Dalis naudojamos anodo srovės energijos išleidžiama metalo jonizacijaimolekulių, o kita dalis – katodinei reakcijai slopinti.
Tarp neigiamų šio metodo veiksnių yra didelis metalo tirpimo greitis, kuris yra nepalyginamas su korozijos reakcijos mažinimo greičiu. Kita vertus, daug kas priklausys nuo metalo, kuriam taikomas pasyvavimas. Tai gali būti tiek aktyviai tirpstančios medžiagos, tiek dalys su nepilnais elektroniniais sluoksniais, kurių struktūra pasyvioje būsenoje taip pat prisideda prie stabdymo ir naikinimo reakcijų. Tačiau bet kuriuo atveju, norint pasiekti reikšmingą antikorozinės apsaugos efektą, reikia naudoti dideles anodo sroves.
Šiuo požiūriu šio metodo nepatartina naudoti trumpalaikei izoliacijos priežiūrai, tačiau mažos energijos sąnaudos uždengtos srovės palaikymui visiškai pateisina anodinį pasyvavimą. Beje, suformuotai apsaugos sistemai ateityje reikia tik 10-3 A/m srovės stiprumo2.
Cheminių inhibitorių naudojimas
Alternatyvus technologinis būdas padidinti metalų atsparumą dirbant agresyvioje aplinkoje. Inhibitoriai užtikrina cheminį pasyvavimą, kuris sumažina metalų tirpimo intensyvumą ir įvairiu laipsniu pašalina žalingą korozijos žalą.
Pats savaime inhibitorius tam tikra prasme yra uždengtos srovės analogas, tačiau turi cheminį arba elektrocheminį kombinuotą poveikį. Organinės ir neorganinės medžiagos veikia kaip apsauginės plėvelės aktyvatoriai, o dažniau -specialiai parinkti kompleksiniai junginiai. Inhibitoriaus patekimas į agresyvią aplinką sukelia metalo paviršiaus struktūros pakitimų, turinčių įtakos kinetinėms elektrodų reakcijoms.
Apsaugos efektyvumas priklausys nuo metalo tipo, išorinių sąlygų ir viso proceso trukmės. Taigi ilgainiui nerūdijančio plieno pasyvavimui prireiks daugiau energijos išteklių, kad būtų išvengta agresyvios aplinkos, nei žalvario ar geležies atveju. Tačiau pats inhibitoriaus veikimo mechanizmas vis tiek vaidins pagrindinį vaidmenį.
Inhibitoriai-pasyvatoriai
Aktyvi apsauga nuo korozijos pagal pasyvaus atsparumo formavimo principus gali būti formuojama skirtingais inhibitoriais. Taigi plačiai naudojami anijonų, katijonų ir neutralių molekulių pavidalo adsorbciniai junginiai, galintys turėti cheminį ir elektrostatinį poveikį metalo paviršiui. Tai universalios antikorozinės apsaugos priemonės, tačiau jų poveikis sumažėja aplinkoje, kur dominuoja deguonies poliarizacija. Pavyzdžiui, nerūdijančiam plienui pasyvinti turi būti naudojamas specialus inhibitorius, turintis oksiduojančių savybių. Tai apima molibdatus, nitritus ir chromatus, kurie sukuria oksido plėvelę su teigiamu poliarizacijos poslinkiu, kurio pakanka deguonies molekulėms išleisti. Metalo paviršiuje vyksta susidariusių deguonies atomų chemisorbcija, blokuojant aktyviausias dangos vietas ir sukuriant papildomą potencialą sulėtinti metalo struktūros tirpimo reakciją.
Pasyvavimo naudojimas puslaidininkių apsaugai
Puslaidininkinių elementų veikimui esant aukštai įtampai reikalingas specialus požiūris į apsaugą nuo korozijos. Tokiais atvejais metalo pasyvumas išreiškiamas apvaliu detalės aktyviosios srities izoliavimu. Elektrinė briaunų apsauga formuojama naudojant diodus ir dvipolius tranzistorius. Plokštuminis pasyvavimas apima apsauginio žiedo sukūrimą, taip pat kristalinio paviršiaus padengimą stiklu. Kitas mesa pasyvavimo būdas apima griovelio formavimą, siekiant padidinti didžiausią leistiną įtempių lygį konstrukcinio metalo kristalo paviršiuje.
Antikorozinės plėvelės modifikavimas
Dėl pasyvavimo susidariusi danga leidžia įvairiai papildomai sutvirtinti. Tai gali būti dengimas, chromavimas, dažymas ir konservacinės plėvelės kūrimas. Taip pat naudojami antikorozinės apsaugos pagalbinio stiprinimo metodai. Cinko dangoms kuriami specialūs sprendimai, kurių pagrindą sudaro polimero ir chromo komponentai. Įprastam cinkuotam kibirui gali būti naudojami skalavimo nereaguojantys priedai.
Išvada
Korozija yra destruktyvus procesas, kuris gali pasireikšti įvairiai, tačiau kiekvienu atveju ji prisideda prie tam tikrų metalo eksploatacinių savybių pablogėjimo. Galima įvairiais būdais atmesti tokių procesų atsiradimą, taip pat tauriųjų metalų naudojimą, kuriam būdingas iš pradžių sumažintasjautrumas rūdims. Tačiau dėl tam tikrų finansinių ir technologinių priežasčių ne visada įmanoma naudoti standartinę antikorozinę apsaugą arba aukšto atsparumo korozijai metalus.
Optimalus sprendimas tokiais atvejais yra pasyvavimas – tai gana prieinamas ir efektyvus būdas apsaugoti įvairių tipų metalus. Kai kuriais skaičiavimais, vieno elektrodo su tinkamai parinktu inhibitoriumi gali pakakti apsaugoti nuo korozijos 8 kilometrų požeminę dujotiekio liniją. Kalbant apie trūkumus, jie išreiškiami techniniu sudėtingumu iš esmės naudojant elektrocheminius pasyvavimo metodus.
Rekomenduojamas:
Protektoriaus apsauga nuo korozijos. Pagrindiniai būdai apsaugoti vamzdynus nuo korozijos
Apsauginė apsauga nuo korozijos yra universalus sprendimas, kai reikia padidinti metalinių paviršių atsparumą drėgmei ir kitiems išorės veiksniams
Aliuminio ir jo lydinių korozija. Kovos su aliuminiu nuo korozijos ir apsaugos nuo korozijos metodai
Aliuminis, skirtingai nei geležis ir plienas, yra gana atsparus korozijai. Šį metalą nuo rūdžių saugo ant jo paviršiaus susidariusi tanki oksido plėvelė. Tačiau pastarųjų sunaikinimo atveju aliuminio cheminis aktyvumas labai padidėja
Taškinė korozija: priežastys. Metalų apsaugos nuo korozijos metodai
Eksploatuojant metalo gaminius, juos veikia įvairaus pobūdžio destruktyvus poveikis, tarp kurių taškinė korozija išsiskiria kaip pavojingiausia ir nenuspėjama
Korozijos inhibitoriai. Apsaugos nuo korozijos metodai
Kiekvienais metais dėl korozijos procesų vystymosi ir atsiradimo prarandama apie ketvirtadalis viso pasaulyje pagaminamo metalo. Išlaidos, susijusios su chemijos pramonės įrangos ir ryšių remontu ir keitimu, dažnai yra daug kartų didesnės nei jų gamybai reikalingų medžiagų kaina
Kas yra plieno paviršiaus grūdinimas? Kam naudojamas paviršiaus grūdinimas?
Šis straipsnis skirtas žmonėms, kurie yra toli nuo metalurgijos, mėgėjams, kurie domisi, kuo skiriasi stiprumas nuo gero paprasto stalo ar sulankstomo peilio ašmenų, paviršiaus grūdinimas nuo masinio grūdinimo ir panašiai
