Коррозия металлов и способы защиты.

Коррозия — процесс химического или электрохимическо­го разрушения металлов под действием окружающей среды. Известно, что от коррозии ежегод-но теряется до 10% произво­димого металла, поэтому борьба с коррозией приобре-тает все возрастающее значение.

В процессе химического разрушения на поверхности ме­талла образуется пле-нка из продуктов окисления (оксидов). В некоторых случаях эта пленка может за-щищать лежащий под ней металл от дальнейшего взаимодействия с окружаю­щей средой. Такие пленки образуются на поверхности алюми­ния, никеля, свинца и др. При окислении железа в сухом воз­духе или в атмосфере сухого кислорода образует-ся также дос­таточно плотная пленка, однако с ростом толщины она рас­трескивает-ся и отслаивается от поверхности металла.

Электрохимическая коррозия — наиболее распространен­ный тип корро-зии. Она происходит чаще всего при воздей­ствии на металл различных электроли-тов. Вода в природе, технике, быту (речная, водопроводная, атмосферные осадки и т.д.) всегда является раствором электролита и вызывает элек­трохимическую корро-зию. Поэтому различные строительные конструкции, подземные и наземные трубо-проводы и др. под­вергаются главным образом электрохимической коррозии.

При соприкосновении металла с электролитом ионы с по­верхности металла переходят в электролит. Однако при растворении металла в электролит переходят лишь положительные ионы, в результате электро­лит заряжается положительно, а сам металл — отрицательно за счет оставшихся на нем электронов.

Металлы обладают различной способностью растворяться в электролитах. Поэтому, если пластинки различных метал­лов опустить в один электролит, то они будут иметь различ­ные потенциалы, причем чем больше ионов металла перейдет в раствор, тем больше будет отрицательный потенциал этого металла. В таблице приведены значения потенциалов неко­торых металлов.

Потенциалы некоторых металлов.

Если соединить электрически различные металлические пластинки, находя-щиеся в электролите, то образуется гальва­ническая пара, где анодом будет металл с более низким элек­тродным потенциалом, а катодом — с более высоким. В галь­ванической паре переход ионов в электролит продолжается до полного растворения пластинки анода. Отсюда можно сделать вывод, что чистые металлы и однофаз-ные сплавы должны иметь большую коррозионную стойкость, чем мно­гофазные сплавы. Слой электролита при коррозии может быть весьма незначительным — достаточно небольшой кон­денсации влаги на поверхности из воздуха, как начина-ется процесс коррозии.

Наличие сплошной окисной пленки на поверхности металла предохраняет его от электрохимической коррозии, так как изо­лирует металл от контакта с электро-литом. Поэтому такие металлы, как алюминий, хром, имеющие весьма низкие эле-к­трохимические потенциалы, обладают высокой коррозионной стойкостью.

Мерой коррозионной стойкости металлов является скорость коррозии в данной среде, которую обычно выражают весом металла (в граммах), превращенного в про-дукты коррозии за единицу времени (1 час), относительно единицы поверхности (1 м²). На скорость коррозии влияют состав металла, механи­ческая и термичес-кая обработка, а также среда (воздух, рас­творы кислот, вода и т. д.), температура, давление и характер нагрузки.

Применя­ются следующие способы защиты конструкций от коррозии:

- металлические покрытия бывают двух типов — анод­ные и катодные. Для ано-дного покрытия используют метал­лы, обладающие более отрицательным электро-дным потен­циалом, чем защищаемый металл (например, цинк, хром). Для катодно-го покрытия выбирают металл, имеющий меньшее от­рицательное значение элект-родного потенциала, чем основ­ной металл (медь, олово, никель и др.). Примером анодного покрытия является цинкование, катодного — никелирование.

- химические покрытия заключается в том, что на поверхно­сти изделия искусственно создают защитные неметаллические пленки, чаще всего окисные за счет окисления поверхностного слоя металла. Этот процесс носит название оксидирования.

- фосфатирование - на стальных изделиях создают пленки фосфорнокислых солей железа и марганца.

- неметаллические покрытия производят красками, ла­ками, эмалями, а также ре-зиной или эбонитом. Это наиболее распространенный способ защиты металличес-ких строитель­ных конструкций от коррозии, что объясняется надежностью данного способа защиты от коррозии в атмосферных услови­ях и простотой нанесения пок-рытия. При временной защите металлических изделий от корро­зии используются невысыхающие масла (технический вазелин, лак этиноль и др.).