Elektrokimyəvi mühafizə. Metal məmulatların korroziyadan qoruyucu qorunması - effektiv və etibarlıdır

Metal korroziyası ətraf mühitlə kimyəvi və ya fiziki-kimyəvi qarşılıqlı təsir nəticəsində metalın kortəbii məhv edilməsidir.

Sink və onun antikorroziya xüsusiyyətləri

Poladın korroziyaya qarşı qorunması üçün istifadəsinin effektivliyini müəyyən edən sinkin xüsusiyyətləri. Sink gümüşü-ağ, normal şəraitdə kifayət qədər kövrək metaldır, sıxlığı ~7,1 q/sm3 və ərimə nöqtəsi təxminən 420°C-dir.

Dəmir kimi, sink də artan termodinamik qeyri-sabitliyə malik metallar qrupuna aiddir, elektrod potensialının dəyəri pH = 7 (-0,413 V) olan hidrogen elektrodunun potensialından azdır.

Lakin suyun sinkə demək olar ki, heç bir təsiri yoxdur. Bu, sinkin su ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı onun səthində praktiki olaraq həll olunmayan və reaksiyanın sonrakı gedişatına mane olan bir hidroksid əmələ gəlməsi ilə izah olunur. Hətta bir az turşu mühitdə təmiz sinkin korroziyası yavaşlayır, bu da sinkdə hidrogen təkamülünün həddindən artıq gərginliyinin kifayət qədər yüksək dəyəri ilə əlaqələndirilir (~ 1 V).

Havada sink oksidləşir, nazik, lakin davamlı sink oksidi və ya əsas sink karbonat təbəqəsi ilə örtülür. Bu film onu daha da oksidləşmədən etibarlı şəkildə qoruyur və yüksək korroziyaya davamlılıq təmin edir.

Bunun əksinə olaraq, pas, məsələn, dəmirin səthində və hidratlı dəmir oksidin fərdi kristalları arasında davamlı bir film meydana gətirmir, böyük boşluqlar var, onların mövcudluğu dəmirin mütərəqqi korroziyaya meylini izah edir.

Dəmirə (polad) tətbiq edildikdə sinkin yüksək korroziyaya qarşı xüsusiyyətləri həm də onunla bağlıdır ki, sink dəmirdən (müvafiq olaraq -760 və -440 mV) aşağı elektrokimyəvi potensiala malikdir, buna görə də elektrokimyəvi sink-dəmir cütlüyündə suyun ( rütubətin ) iştirakı ilə meydana gələn sink anod kimi çıxış edir və həll olunur, metal substrat (dəmir) isə katod rolunu oynayır:

Zn – 2e ↔ Zn2 + H2O + ½O2 + 2e ↔ 2OH¯

Nəticədə qələviləşmə səbəbindən polad passivasiyası baş verir.

Sink ionları havadakı karbon qazı ilə reaksiya verir. Bu, korroziya prosesinin daha da inkişafına mane olan həll olunmayan sink karbonatlarının sıx təbəqələrinin əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur.

Metalların korroziyadan qorunmasının üç mexanizmi

Baryer - xarici nüfuzun qarşısını alan keçirməyən və ya aşağı keçirici örtük yaratmaq aqressiv mühit(nəm, oksigen və digər oksidləşdirici maddələr);
İnhibisyon - örtük tərkibinə daxil edilmiş xüsusi komponentlərin (korroziya inhibitorları) iştirakı ilə kimyəvi və elektrokimyəvi proseslər nəticəsində metalın korroziyaya davamlılığının artırılması və korroziya sürətinin yavaşlatılması;
Katodik - qurban anod kimi çıxış edən polad və sinkin standart elektrod potensialları arasındakı fərqə əsaslanan qoruyucu sinklə doldurulmuş primerlərlə metal konstruksiyaların elektrokimyəvi mühafizəsi.

Metal protektorun qorunması

Protektorun qorunması metal - qorunan səthin daha aktiv metal ilə təması ilə təmin edilməli olan korroziyadan qorunma üsulu. Dəmirə münasibətdə daha aktiv metallar kadmium, xrom, sink, maqnezium və digər metallardır.

Metal korroziya mexanizmindən daha çox nəticə çıxır aktiv metal elektronlar buraxmağa və elektrolit məhlulundan hidroksil qrupunun əmələ gələn ionlarına qoşulmağa başlayır, digəri isə daha az aktiv olan elektronları qəbul edərək onları ionlarına bağlayacaqdır. Nəticədə, daha aktiv metal - anod oksidləşəcək və daha az aktiv metal - katod azalacaq. Beləliklə, anod korroziyadan qoruyacaqdır

Nəticə olaraq, anod oksidləşəcək və katod bərpa edin

Qoruyucu mühafizə belə obyektlərin mühafizəsi üçün geniş tətbiq tapmışdır: yeraltı boru kəmərləri, çənlər, dəniz və çay gəmiləri və s. Bütün bu obyektlər elektrolitlə daimi təmasda olur yeraltı sular, kimyəvi məhlullar, dəniz və ya çay suyu.

Protektorun qorunmasını həyata keçirmək üçün qoruyucunun özünün qorunan metalın təmiz səthi ilə təmasını təmin etmək lazımdır (şəklə bax)

Bu struktur xarici mühitə məruz qalırsa, o zaman qoruyucunun elektronları qorunan metala keçəcək və hidrogenin təkamülü katodda başlayacaq. Oksigenlə (hidroksil qrupları OH) birləşən qoruyucu ionlar səbəb olur oksidləşdirici reaksiya, bu, qoruyucunun hazırlandığı metalın hidroksidinin görünüşünə səbəb olur. Bu, korroziya səbəbindən qoruyucu tamamilə məhv edilənə qədər metalın katodik qorunmasını təmin edir. Tamamilə məhv edildikdən sonra metal özü korroziyaya başlayacaq.

Soyuq sinkləmə

Boya və lak materialları arasında qoruyucu astarlar sinfi (sinklə doldurulmuş və ya sink tərkibli) fərqlənir. Bu tip materialın istifadəsi deyilir soyuq sinkləmə.

"Soyuq sinkləmə" termininin mənşəyi

VMP şirkəti Yekaterinburqun ("Sənaye Rəngkarlığı" jurnalı № 05-06) "Sənaye obyektləri üçün etibarlı rus örtükləri" məqaləsində aşağıdakı məlumatlar var:

“Tərkibində 96% (ağırlıq) sink olan ZINOL örtüyü isti daldırma sinkləmə xüsusiyyətlərinə yaxın ölçülən potensiala malikdir. Zamanla az dəyişir və effektiv katodik mühafizəyə kömək edir. Bu fakt ilk dəfə təsbit edildikdə, ZINOL örtüyü, isti sinklə bənzətmə ilə (yəni, ərimiş sinkə batırılmaqla əldə edilən örtük) "soyuq" adlanırdı və daha sonra digər sinklərə də yayıldı; boya və lak üsulları ilə tətbiq olunan zəngin örtüklər”.

Qoruyucu sinklə zəngin primerlərin işləməsi

Məlumdur ki, sink oksidləşdikcə mikroməsamələrdə və örtük səthində sıx məhsullar əmələ gəlir. kimyəvi reaksiya, protektorun qorunması tədricən azalır və maneənin qorunması artır. İki qoruyucu mexanizm arasındakı əlaqə və onların zamanla dəyişməsinin xarakteri hər bir material üçün fərdi olur. Əvvəlcə örtüyün qoruyucu xüsusiyyətləri sink tozunun tərkibindən, ölçüsündən, qablaşdırmanın təbiətindən və film əmələ gətirən maddənin təbiətindən çox asılıdır. Sink tərkibi nə qədər yüksəkdirsə və örtünün elektrik keçiriciliyi nə qədər yüksəkdirsə, onlar daha yaxşı ifadə edilir. Lakin sinklə doldurulmuş örtüklərin daha az nəzərə çarpan qoruyucu xüsusiyyətləri daha bariyer qoruma mexanizmləri ilə kompensasiya edilə bilər.

Hamısı arasında mövcud növlər Metal məhvinin ən çox yayılmış növü elektrolitik keçirici mühitlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində baş verən elektrokimyəvi korroziyadır. Bu hadisənin əsas səbəbi metalların onları əhatə edən mühitlərdə termodinamik qeyri-sabitliyidir.

Bir çox obyekt və strukturlar bu tip korroziyaya həssasdır:

qaz və su kəmərləri;
nəqliyyat vasitələrinin elementləri;
metaldan hazırlanmış digər konstruksiyalar.

Aşındırıcı proseslər, yəni pas atmosferdə, torpaqda, hətta duzlu suda baş verə bilər. Metal konstruksiyaların elektrokimyəvi korroziyanın təzahürlərindən təmizlənməsi mürəkkəb və uzun bir prosesdir, buna görə də onun baş verməsinin qarşısını almaq daha asandır.

Əsas növlər

Elektrolitlərdə korroziya zamanı kimyəvi enerji elektrik enerjisinə çevrilir. Bu baxımdan elektrokimyəvi adlanır. Aşağıdakı elektrokimyəvi korroziya növlərini ayırmaq adətdir.

Kristallərarası

İntergranular korroziya nikel, alüminium və digər metalların taxıl sərhədlərinin seçici şəkildə məhv edildiyi təhlükəli bir fenomenə aiddir. Nəticədə materialın möhkəmliyi və plastik xüsusiyyətləri itir. Bu tip korroziyanın əsas təhlükəsi onun həmişə vizual olaraq nəzərə çarpmamasıdır.

Pitting

Pitting elektrokimyəvi korroziya, mis və digər metalların səthinin ayrı-ayrı sahələrinin nöqtə zədələnməsidir. Lezyonun xarakterindən asılı olaraq qapalı, açıq və səthi çuxurlar fərqləndirilir. Təsirə məruz qalan ərazilərin ölçüsü 0,1 mm-dən 1,5 mm-ə qədər dəyişə bilər.

Yivli

Çatlaqların, boşluqların və çatların yerlərində metal konstruksiyaların məhv edilməsinin intensivləşdirilmiş prosesi yarıq elektrokimyəvi korroziyası adlanır. Yarıq korroziyası hava atmosferində, qaz qarışıqlarında, eləcə də baş verə bilər dəniz suyu. Bu tip dağıntılar qaz kəmərləri, dəniz gəmilərinin dibləri və bir çox başqa obyektlər üçün xarakterikdir.

Çatlaq divarlarına çətin yanaşma səbəbindən az miqdarda oksidləşdirici şəraitdə korroziya baş verir. Bu, boşluqların içərisində aşındırıcı məhsulların yığılmasına gətirib çıxarır. Boşluğun daxili məkanında olan elektrolit korroziya məhsullarının hidrolizinin təsiri altında dəyişə bilər.

Metalları yarıq korroziyasından qorumaq üçün bir neçə üsuldan istifadə etmək adi haldır:

boşluqların və çatların möhürlənməsi;
elektrokimyəvi mühafizə;
inhibə prosesi.

Profilaktik üsullar olaraq, yalnız paslanmaya ən az həssas olan materiallardan istifadə etməlisiniz, həmçinin ilkin olaraq qaz kəmərlərini və digər vacib obyektləri düzgün və rasional dizayn etməlisiniz.

Bir çox hallarda səlahiyyətli profilaktika metal konstruksiyaların köklü pasdan sonrakı təmizlənməsindən daha sadə bir prosesdir.

Müxtəlif növ korroziya necə özünü göstərir

Korroziya prosesinin nümunəsi müxtəlif cihazların, avtomobil komponentlərinin, eləcə də metaldan hazırlanmış və yerləşdirilən hər hansı konstruksiyaların məhv edilməsidir:

atmosfer havasında;
sularda - torpaqda və torpaq laylarının altında olan dənizlərdə, çaylarda;
texniki mühitlərdə və s.

Paslanma prosesi zamanı metal çox elektronlu qalvanik elementə çevrilir. Məsələn, mis və dəmir elektrolitik mühitdə təmasda olarsa, mis katod, dəmir isə anoddur. Misa elektronlar verməklə, ionlar şəklində dəmir məhlula daxil olur. Hidrogen ionları misə doğru hərəkət etməyə başlayır və orada boşaldılır. Getdikcə daha çox mənfi hala gələn katod tezliklə anodun potensialına bərabər olur, nəticədə korroziya prosesi yavaşlamağa başlayır.

Müxtəlif növ korroziya müxtəlif yollarla özünü göstərir. Elektrokimyəvi korroziya, katodda korroziyaya məruz qalanla müqayisədə daha az aktiv olan metal daxilolmaları olduğu hallarda daha intensiv şəkildə özünü göstərir - pas onlarda daha sürətli görünür və olduqca ifadəlidir.

Atmosfer korroziyası rütubətli havada və normal temperaturda baş verir. Bu vəziyyətdə, metalın səthində həll edilmiş oksigen ilə nəmlik bir film meydana gəlir. Havanın rütubəti və karbon və kükürdün qazlı oksidlərinin miqdarı artdıqca metalın məhv edilməsi prosesi daha intensiv olur, bir şərtlə:

çatlar;
kobudluq;
kondensasiya prosesini asanlaşdıran digər amillər.

Torpağın korroziyası ən çox müxtəlif yeraltı tikililərə, qaz kəmərlərinə, kabellərə və digər strukturlara təsir göstərir. Mis və digər metalların məhv edilməsi onların tərkibində həll olunmuş oksigen də olan torpaq nəmi ilə sıx təmasda olması səbəbindən baş verir. Boru kəmərlərinin dağıdılması, onların quraşdırıldığı torpaq yüksək turşuluqla xarakterizə olunursa, tikildikdən altı ay sonra baş verə bilər.

Xarici cisimlərdən çıxan başıboş cərəyanların təsiri altında elektrik korroziyası baş verir. Onun əsas mənbələri elektrikdir dəmir yolları, elektrik xətləri, eləcə də birbaşa cərəyanla işləyən xüsusi qurğular. Daha çox dərəcədə, bu tip korroziya məhvə səbəb olur:

qaz kəmərləri;
bütün növ strukturlar (körpülər, anqarlar);
elektrik kabelləri;
neft boru kəmərləri.

Cərəyanın hərəkəti elektron giriş və çıxış yerlərinin - yəni katodların və anodların görünüşünü təhrik edir. Ən intensiv dağıdıcı proses anodlu yerlərdə olur, ona görə də orada pas daha çox nəzərə çarpır.

Qaz və su kəmərlərinin ayrı-ayrı komponentlərinin korroziyası onların quraşdırılması prosesinin qarışıq olması, yəni istifadə edilməsi ilə baş verə bilər. müxtəlif materiallar. Ən ümumi nümunələr mis elementlərdə baş verən çuxurlu korroziya, həmçinin bimetalların korroziyasıdır.

Dəmir elementlərinin mis və sink ərintiləri ilə qarışıq quraşdırılması ilə, korroziya prosesi mis tökmə ilə, yəni mis, sink və qalay ərintiləri ilə müqayisədə daha az kritikdir. Boru kəmərinin korroziyasının qarşısı xüsusi üsullarla alına bilər.

Pasdan qorunma üsulları

Məkrli pasla mübarizə aparmaq üçün müxtəlif üsullardan istifadə olunur. Ən təsirli olanlara baxaq.

Metod №1

Ən məşhur üsullardan biri çuqun, polad, titan, mis və digər metalların elektrokimyəvi mühafizəsidir. Nəyə əsaslanır?

Metalların elektrokimyəvi emalı elektrik cərəyanının təsiri altında elektrolitdə anodik həll yolu ilə səthin formasını, ölçüsünü və pürüzlülüyünü dəyişdirməyə yönəlmiş xüsusi bir üsuldur.

Pasdan etibarlı qorunma təmin etmək üçün, hətta onlardan istifadə etməzdən əvvəl, tərkibində üzvi və qeyri-üzvi mənşəli müxtəlif komponentləri ehtiva edən xüsusi vasitələrlə metal məhsulları emal etmək lazımdır. Bu üsul müəyyən bir müddət ərzində pasın görünməsinin qarşısını almağa imkan verir, lakin sonradan örtüyü yeniləməli olacaqsınız.

Elektrik mühafizəsi, metal konstruksiyanın xarici sabit mənbəyə qoşulduğu bir prosesdir elektrik cərəyanı. Bunun nəticəsində onun səthində katod tipli elektrodların polarizasiyası əmələ gəlir və bütün anod bölgələri katod olanlara çevrilməyə başlayır.

Metalların elektrokimyəvi emalı anod və ya katodun iştirakı ilə baş verə bilər. Bəzi hallarda, hər iki elektrod ilə bir metal məhsulun alternativ emalı baş verir.

Katodik korroziyadan qorunma qorunacaq metalın passivləşməyə meylli olmadığı hallarda lazımdır. Xarici cərəyan mənbəyi metal məhsula bağlıdır - xüsusi katodik mühafizə stansiyası. Bu üsul qaz boru kəmərlərinin, eləcə də su təchizatı və istilik boru kəmərlərinin qorunması üçün uygundur. Bununla belə, bu üsul qoruyucu örtüklərin çatlaması və məhv edilməsi şəklində müəyyən çatışmazlıqlara malikdir - bu, obyektin potensialının mənfi istiqamətdə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsi hallarında baş verir.

Metod № 2

Metalların elektrik qığılcımı emalı qurğulardan istifadə etməklə həyata keçirilə bilər müxtəlif növlər– təmassız, kontaktlı, həmçinin anod-mexaniki.

Metod № 3

Qaz boru kəmərlərini və digər boru kəmərlərini pasdan etibarlı şəkildə qorumaq üçün tez-tez elektrik qövsü ilə püskürtmə kimi bir üsul istifadə olunur. Bu metodun üstünlükləri göz qabağındadır:

qoruyucu təbəqənin əhəmiyyətli qalınlığı;
yüksək səviyyə performans və etibarlılıq;
nisbətən ucuz avadanlıqların istifadəsi;
sadə texnoloji proses;
avtomatlaşdırılmış xətlərdən istifadə etmək imkanı;
aşağı enerji xərcləri.

Bu metodun çatışmazlıqları arasında korroziyalı mühitlərdə strukturların işlənməsi zamanı aşağı səmərəlilik, həmçinin bəzi hallarda polad bazaya kifayət qədər yapışma gücü var. Hər hansı digər vəziyyətlərdə belə elektrik mühafizəsi çox təsirli olur.

Metod № 4

Müxtəlif metal konstruksiyaları qorumaq üçün - qaz boru kəmərləri, körpü strukturları, bütün növ boru kəmərləri - effektiv antikorroziya müalicəsi tələb olunur.

Bu prosedur bir neçə mərhələdə həyata keçirilir:

effektiv həlledicilərdən istifadə edərək yağ yataqlarının və yağların hərtərəfli çıxarılması;
təmizlənmiş səthin suda həll olunan duzlardan təmizlənməsi peşəkar yüksək təzyiqli aparatlardan istifadə etməklə həyata keçirilir;
mövcud struktur səhvlərinin aradan qaldırılması, kənarların hizalanması - bu, tətbiq olunan boya örtüyünün qırılmasının qarşısını almaq üçün lazımdır;
bir qum püskürtücü istifadə edərək səthin hərtərəfli təmizlənməsi - bu, yalnız pasları çıxarmaq üçün deyil, həm də istənilən pürüzlülük dərəcəsini vermək üçün edilir;
korroziyaya qarşı materialın və əlavə qoruyucu təbəqənin tətbiqi.

Qaz boru kəmərlərinin və hər cür metal konstruksiyaların düzgün əvvəlcədən təmizlənməsi onların istismar zamanı elektrokimyəvi korroziyadan etibarlı qorunmasını təmin edəcəkdir.

Metal konstruksiyaların korroziyadan elektrokimyəvi qorunması qorunan məhsula mənfi potensialın tətbiqinə əsaslanır. Metal konstruksiyaların aktiv elektrokimyəvi məhvə məruz qaldığı hallarda yüksək səmərəlilik nümayiş etdirir.

1 Korroziyaya qarşı elektrokimyəvi mühafizənin mahiyyəti

İstənilən metal konstruksiya zamanla korroziya nəticəsində xarab olmağa başlayır. Bu səbəbdən istifadə etməzdən əvvəl metal səthlər mütləq müxtəlif qeyri-üzvi və üzvi elementlərdən ibarət xüsusi birləşmələrlə örtülməlidir. Belə materiallar metalı müəyyən müddət ərzində oksidləşmədən (paslanmadan) etibarlı şəkildə qoruyur. Ancaq bir müddət sonra onları yeniləmək lazımdır (yeni birləşmələr tətbiq olunur).

Sonra qoruyucu təbəqənin yenilənməsi mümkün olmadıqda, elektrokimyəvi üsullardan istifadə etməklə boru kəmərlərinin, avtomobil gövdələrinin və digər strukturların korroziyadan qorunması aparılır. Korroziya potensialı (sərbəst adlanır) məhsulun əsas metalının repasivasiya zonasında olduqda və ya onun aktiv əriməsi zonasında olduqda, yeraltı fəaliyyət göstərən çənlərin və konteynerlərin, dəniz gəmilərinin diblərinin, müxtəlif yeraltı kommunikasiyaların paslanmasından qorunmaq üçün əvəzolunmazdır. .

mahiyyəti elektrokimyəvi mühafizə metal konstruksiya səthində mikrogalvanik cüt elektrodların katod tipli polarizasiyasını əmələ gətirən metal konstruksiyaya xaricdən birbaşa elektrik cərəyanının qoşulmasından ibarətdir. Nəticədə metal səthində anodik bölgələrin katodik bölgələrə çevrilməsi müşahidə olunur. Belə bir transformasiyadan sonra ətraf mühitin mənfi təsiri qorunan məhsulun hazırlandığı materialın özü deyil, anod tərəfindən qəbul edilir.

Elektrokimyəvi qorunma katodik və ya anodik ola bilər. Katodik potensialla metal potensialı mənfi tərəfə, anodik potensialla isə müsbət tərəfə keçir.

2 Katodik elektrik mühafizəsi - bu necə işləyir?

Prosesin mexanizmi, əgər başa düşsəniz, olduqca sadədir. Elektrolitik məhlulda batırılmış bir metal, bir-birinə elektriklə bağlanmış, fəza olaraq ayrılmış katod və anod zonalarını ehtiva edən çox sayda elektrona malik bir sistemdir. Bu vəziyyət metal məmulatların (məsələn, yeraltı boru kəmərləri) heterojen elektrokimyəvi quruluşu ilə əlaqədardır. İonlaşması səbəbindən metalın anodik sahələrində korroziya təzahürləri əmələ gəlir.

ilə material əlavə edərkən böyük potensial(mənfi) elektrolitdə yerləşən əsas metala, katod və anod zonalarının qütbləşmə prosesi ilə əlaqədar ümumi katodun əmələ gəlməsi müşahidə olunur. Yüksək potensial dedikdə anodik reaksiyanın potensialını aşan dəyəri nəzərdə tuturuq. Yaranan galvanik cütlükdə aşağı elektrod potensialı olan material əriyir, bu da korroziyanın dayandırılmasına səbəb olur (çünki qorunan metal məhsulun ionları məhlula daxil ola bilməz).

Avtomobilin gövdəsini, yeraltı çənləri və boru kəmərlərini və gəmilərin diblərini qorumaq üçün tələb olunan elektrik cərəyanı yalnız mikrogalvanik cütün fəaliyyətindən deyil, xarici mənbədən də gələ bilər. Belə bir vəziyyətdə, qorunan quruluş elektrik cərəyanı mənbəyinin "mənfi"sinə bağlıdır. Aşağı həll dərəcəsi olan materiallardan hazırlanmış anod sistemin "artısına" bağlıdır.

Əgər cərəyan yalnız qalvanik cütlərdən əldə edilirsə, biz qurban anodları olan bir prosesdən danışırıq. Xarici bir mənbədən cərəyan istifadə edərkən, boru kəmərlərini, nəqliyyat vasitələrinin hissələrini və su nəqliyyat vasitələrini üst-üstə düşən cərəyanın köməyi ilə qorumaqdan danışırıq. Bu sxemlərdən hər hansı birinin istifadəsi obyektin ümumi korroziyalı çürümədən və onun bir sıra xüsusi variantlarından (selektiv, çuxur, krekinq, intergranular, kontakt) yüksək keyfiyyətli qorunmasını təmin edir.

3 Anodik texnika necə işləyir?

Metalları korroziyadan qorumaq üçün bu elektrokimyəvi texnika aşağıdakılardan hazırlanmış konstruksiyalar üçün istifadə olunur:

karbon çelikləri;
fərqli materialların passivləşdirilməsi;
yüksək alaşımlı və;
titan ərintiləri.

Anod sxemi qorunan poladın potensialının müsbət istiqamətə dəyişdirilməsini nəzərdə tutur. Üstəlik, bu proses sistem stabil passiv vəziyyətə keçənə qədər davam edir. Belə korroziyadan qorunma elektrik cərəyanını yaxşı keçirən mühitlərdə mümkündür. Anodik texnikanın üstünlüyü, qorunan səthlərin oksidləşmə sürətini əhəmiyyətli dərəcədə yavaşlatmasıdır.

Bundan əlavə, belə qorunma aşındırıcı mühiti xüsusi oksidləşdirici komponentlərlə (nitratlar, dikromatlar və s.) doyurmaqla həyata keçirilə bilər. Bu halda onun mexanizmi metalların anodik qütbləşməsinin ənənəvi üsulu ilə təxminən eynidir. Oksidləşdiricilər katod prosesinin polad səthinə təsirini əhəmiyyətli dərəcədə artırır, lakin onlar adətən onun içinə aqressiv elementlər buraxaraq ətraf mühitə mənfi təsir göstərirlər.

Anodik qoruma katodik qoruma ilə müqayisədə daha az istifadə olunur, çünki qorunan obyekt üçün bir çox xüsusi tələblər irəli sürülür (məsələn, boru kəmərlərinin və ya avtomobil gövdəsinin qaynaqlarının qüsursuz keyfiyyəti, məhlulda elektrodların daimi olması və s.). Anod texnologiyasında katodlar metal strukturun bütün xüsusiyyətlərini nəzərə alan ciddi şəkildə müəyyən edilmiş sxemə əsasən yerləşdirilir.

Anodik texnika üçün zəif həll olunan elementlər istifadə olunur (katodlar onlardan hazırlanır) - platin, nikel, paslanmayan yüksək ərintilər, qurğuşun, tantal. Belə korroziyadan qorunma üçün quraşdırma özü aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir:

qorunan quruluş;
cari mənbə;
katod;
xüsusi istinad elektrodu.

Mineral gübrələrin, ammonyak birləşmələrinin, kükürd turşusunun saxlandığı qablar, silindrik qurğular və kimya zavodlarında işləyən istilik dəyişdiriciləri, kimyəvi nikel örtükləri üçün çənlər üçün anodik qoruyucu vasitələrdən istifadə etməyə icazə verilir.

4 Polad və metal üçün protektorun qorunmasının xüsusiyyətləri

Katodik qorunma üçün kifayət qədər tez-tez istifadə olunan bir seçim xüsusi qoruyucu materialların istifadəsi texnologiyasıdır. Bu texnika ilə struktura elektromənfi metal bağlanır. Müəyyən bir müddət ərzində korroziya qorunan obyektə deyil, qoruyucuya təsir göstərir. Protektoru köhnəldikdən sonra müəyyən səviyyə, onun yerinə yeni bir "müdafiəçi" qoydular.

Qoruyucu elektrokimyəvi mühafizə torpaqda, havada, suda (yəni kimyəvi cəhətdən neytral mühitlərdə) yerləşən obyektlərin müalicəsi üçün tövsiyə olunur. Üstəlik, yalnız mühit və qoruyucu material arasında müəyyən keçid müqaviməti olduqda təsirli olacaq (onun dəyəri dəyişir, lakin hər halda kiçikdir).

Praktikada qoruyuculardan poladdan və ya metaldan hazırlanmış obyektə elektrik cərəyanının tələb olunan yükünü vermək iqtisadi cəhətdən qeyri-mümkün olduqda və ya fiziki cəhətdən qeyri-mümkün olduqda istifadə olunur. Qoruyucu materialların müsbət təsirinin uzandığı müəyyən bir radius ilə xarakterizə olunduğunu ayrıca qeyd etmək lazımdır. Bu səbəbdən, onları metal konstruksiyadan çıxarmaq üçün məsafəni düzgün hesablamalısınız.

Populyar qoruyucular:

Maqnezium. Onlar pH 9,5-10,5 vahid olan mühitlərdə (torpaq, təzə və az duzlu su) istifadə olunur. Onlar alüminium (6-7% -dən çox olmayan) və sink (5% -ə qədər) ilə əlavə ərintilərlə maqnezium əsaslı ərintilərdən hazırlanır. Ətraf mühit üçün obyektləri korroziyadan qoruyan bu cür qoruyucular metal məmulatların çatlamasına və hidrogen kövrəkləşməsinə səbəb ola bildiyi üçün potensial təhlükəlidir.
sink. Bu “qoruyucu”lar yüksək duzlu suda işləyən strukturlar üçün əvəzolunmazdır. Onları digər mühitlərdə istifadə etməyin mənası yoxdur, çünki hidroksidlər və oksidlər onların səthində qalın bir film şəklində görünür. Sink əsaslı qoruyucularda dəmir, qurğuşun, kadmium, alüminium və bəzi digər kimyəvi elementlərin kiçik (0,5% -ə qədər) əlavələri var.
Alüminium. Onlar dənizin axar sularında və sahil şelfində yerləşən obyektlərdə istifadə olunur. Alüminium qoruyucularında maqnezium (təxminən 5%) və sink (təxminən 8%), həmçinin çox az miqdarda tallium, kadmium, silisium və indium var.

Bundan əlavə, bəzən heç bir əlavəsiz dəmirdən və ya adi karbon çeliklərindən hazırlanan dəmir qoruyucuları istifadə olunur.

5 Katod dövrəsi necə yerinə yetirilir?

Temperaturun dəyişməsi və ultrabənövşəyi şüalar avtomobillərin bütün xarici hissələrinə və komponentlərinə ciddi ziyan vurur. Avtomobilin kuzovunun və onun bəzi digər elementlərinin elektrokimyəvi üsullarla korroziyadan qorunması yüksək səviyyədə tanınır. təsirli yoldur idealın genişlənməsi görünüş avtomobillər.

Belə mühafizənin işləmə prinsipi yuxarıda təsvir edilən sxemdən fərqlənmir. Avtomobil gövdəsini paslanmadan qoruyarkən, anod funksiyasını elektrik cərəyanını səmərəli keçirə bilən demək olar ki, hər hansı bir səth yerinə yetirə bilər (yaş yol səthi, metal lövhələr, polad konstruksiyalar). Bu vəziyyətdə katod avtomobil gövdəsinin özüdür.

Avtomobil gövdəsinin elektrokimyəvi mühafizəsinin elementar üsulları:

Avtomobilin dayandığı qarajın gövdəsini montaj teli və əlavə bir rezistor vasitəsilə müsbət batareyaya bağlayırıq. Avtomobil gövdəsinin korroziyasına qarşı bu qorunma xüsusilə yayda, qarajda istixana effekti mövcud olduqda təsirli olur. Bu təsir avtomobilin xarici hissələrini oksidləşmədən dəqiq qoruyur.
Avtomobilin arxasına xüsusi torpaqlama metallaşdırılmış rezin “quyruq” quraşdırırıq ki, yağışlı havada sürərkən üzərinə nəm damcıları düşsün. Yüksək rütubətdə avtomobil yolu ilə avtomobilin gövdəsi arasında potensial fərq yaranır ki, bu da avtomobilin xarici hissələrini oksidləşmədən qoruyur.

Avtomobilin kuzovu da qoruyucularla qorunur. Onlar avtomobilin eşiklərinə, dibinə, qanadlarının altına quraşdırılmışdır. Bu vəziyyətdə qoruyucular platin, maqnit, karboksil, qrafitdən (zamanla pisləşməyən anodlar), həmçinin alüminiumdan və "paslanmayan poladdan" hazırlanmış kiçik lövhələrdir (onlar bir neçə ildən bir dəyişdirilməlidir).

6 Boru kəmərlərinin korroziyaya qarşı qorunmasının nüansları

Boru sistemləri hazırda drenaj və katodik elektrokimyəvi üsullardan istifadə etməklə qorunur. Katodik sxemdən istifadə edərək boru kəmərlərini korroziyadan qoruyarkən aşağıdakılar istifadə olunur:

Xarici cərəyan mənbələri. Onların artıları anodun torpaqlanmasına, mənfi isə borunun özünə bağlanacaqdır.
Galvanik cütlərdən cərəyan istifadə edən qoruyucu anodlar.

Katodik texnika qorunan polar səthin qütbləşməsini nəzərdə tutur. Bu vəziyyətdə, yeraltı boru kəmərləri katod mühafizə kompleksinin "mənfi" hissəsinə bağlanır (əslində bu, cərəyan mənbəyidir). "Plus" keçirici rezin və ya qrafitdən hazırlanmış xüsusi bir kabeldən istifadə edərək əlavə xarici elektroda qoşulur. Bu sxem aşağıdakı komponentləri ehtiva edən qapalı tipli elektrik dövrəsini əldə etməyə imkan verir:

elektrod (xarici);
boru kəmərlərinin çəkildiyi torpaqda yerləşən elektrolit;
birbaşa borular;
kabel (katod);
cari mənbə;
kabel (anod).

Boru kəmərlərinin protektorunun qorunması üçün alüminium, maqnezium və sink əsaslı materiallardan istifadə olunur, onların səmərəliliyi alüminium və sink əsaslı qoruyuculardan istifadə edərkən 90% və maqnezium ərintilərindən və təmiz maqneziumdan hazırlanmış qoruyucular üçün 50% təşkil edir.

Boru sistemlərinin drenaj mühafizəsi üçün, boş cərəyanları yerə tökmək üçün texnologiya istifadə olunur. Drenaj boruları üçün dörd variant var - polarizasiya, torpaq, gücləndirilmiş və düz. Birbaşa və qütblü drenajla, tullanan cərəyanların "mənfi" ilə boru arasında yerləşdirilir. Torpaqdan qorunma dövrəsi üçün əlavə elektrodlardan istifadə edərək torpaqlama etmək lazımdır. Boru sistemlərinin artan drenajı ilə, drenaj cərəyanının böyüklüyünü artırmaq üçün lazım olan dövrəyə bir çevirici əlavə olunur.

Hər hansı bir metal məmulat müəyyən xarici amillərin, əksər hallarda rütubətin təsiri altında asanlıqla məhv edilir. Belə hadisələrin qarşısını almaq üçün qoruyucu korroziyadan qorunma istifadə olunur. Onun vəzifəsi əsas materialın potensialını azaltmaq və bununla da onu korroziyadan qorumaqdır.

Prosedurun mahiyyəti

Qoruyucu mühafizə inhibitor adlanan maddəyə əsaslanır. Bu artan elektromənfi keyfiyyətlərə malik bir metaldır. Havaya məruz qaldıqda, qoruyucu əriyir. Nəticədə, əsas material korroziyadan ciddi şəkildə təsirlənsə belə qorunur.

Fədakar mühafizə də daxil olmaqla, katodik elektrokimyəvi üsullardan istifadə etsəniz, müxtəlif növ korroziya asanlıqla məğlub edilə bilər. Müəssisənin korroziya proseslərindən tam qorunma təmin etmək üçün maliyyə imkanları və ya texnoloji potensialı olmadıqda bu prosedur ideal həll yoludur.

Əsas üstünlüklər

Metalların korroziyadan qoruyucu qorunmasıdır yaxşı yol istənilən metal səthlərin qorunması. Onun istifadəsi bir neçə halda tövsiyə olunur:

Şirkətin daha çox enerji tutumlu texnikalardan istifadə etmək üçün kifayət qədər istehsal gücü olmadığı zaman.
Kiçik strukturları qorumaq lazım olduqda.
Metal məmulatların və səthləri izolyasiya materialları ilə örtülmüş əşyaların qorunması tələb olunduqda.

Maksimum səmərəliliyə nail olmaq üçün elektrolitik mühitdə protektorun qorunmasından istifadə etmək məsləhətdir.

Qoruma nə vaxt tələb olunur?

Korroziya istənilən metal səthlərdə müxtəlif sahələrdə - neft və qaz sənayesindən gəmiqayırma işlərinə qədər baş verir. Qoruyucu korroziyadan qorunma tanker gövdələrinin rənglənməsi üçün geniş istifadə olunur. Bu gəmilər daim suya məruz qalır və xüsusi boya həmişə metal səthlə nəm reaksiyalarına mane olmur. Qoruyucuların istifadəsi, xüsusən də gəmilər uzun müddət işləyəcəksə, problemin sadə və effektiv həllidir.

Əksər metal konstruksiyalar poladdan hazırlanır, buna görə mənfi elektrod potensialına malik qoruyuculardan istifadə etmək məsləhətdir. Qoruyucuların istehsalı üçün üç metal əsasdır - sink, maqnezium, alüminium. Bu metallar və polad arasındakı böyük potensial fərqə görə qoruyucu təsirin radiusu daha geniş olur və istənilən növ korroziya asanlıqla aradan qaldırılır.

Hansı metallar istifadə olunur?

Qoruyucu sistem qoruyucuların xüsusi istifadəsindən, məsələn, istifadə olunacağı mühitdən asılı olaraq müxtəlif ərintilər əsasında qurulur. Qoruyucu korroziyadan qorunma ən çox dəmir və polad məhsulları üçün tələb olunur, lakin sink, alüminium, kadmium və ya maqneziumdan hazırlanmış səthlər də bunu tələb edir. Qurban mühafizəsinin xüsusi xüsusiyyəti boruları torpağın korroziyasından qoruyan galvanik anodların istifadəsidir. Belə qurğuların hesablanması bir sıra parametrlər nəzərə alınmaqla aparılır:

qoruyucudakı cərəyan gücü;
onun müqavimətinin göstəriciləri;
1 km boru üçün tələb olunan qorunma dərəcəsi;
eyni seqment üçün protektorların sayı;
qoruyucu sistemin elementləri arasında mövcud olan məsafə.

Müxtəlif qoruyucuların müsbət və mənfi cəhətləri

Mühafizə qoruyucular əsasında qurulur tikinti strukturları korroziyadan, boru kəmərlərindən fərqli növlər(paylanma, əsas, sahə). Ancaq onlardan ağıllı şəkildə istifadə etməlisiniz:

dəniz suyunda və sahil şelfində strukturları və strukturları qorumaq üçün alüminium qoruyucuların istifadəsi məqsədəuyğundur;
maqnezium olanlar alüminium və sink qoruyucularının aşağı səmərəlilik göstərdiyi zəif elektrik keçirici mühitlərdə istifadə üçün uyğundur. Maqnezium qoruyucuları artan partlayış və yanğın təhlükəsi ilə xarakterizə olunduğundan, tankerlərin, çənlərin və neft çənlərinin daxili səthlərini qorumaq lazımdırsa, onlardan istifadə edilə bilməz. İdeal olaraq, bu elementə əsaslanan proyektorlar təzə mühitdə istifadə olunan strukturların xarici qorunması üçün istifadə edilməlidir;
sink qoruyucuları tamamilə təhlükəsizdir, buna görə də yüksək səviyyədə yanğın təhlükəsi olsa belə, istənilən obyektlərdə istifadə edilə bilər.

Əgər örtük boyadırsa

Çox tez-tez boya örtüyünü nəzərə alaraq bir neft və ya qaz boru kəmərini korroziyadan qorumaq lazımdır. Onu qoruyucu ilə birləşdirmək strukturları korroziyadan qorumaq üçün passiv bir yoldur. Eyni zamanda, belə bir tədbirin effektivliyi o qədər də yüksək deyil, lakin aşağıdakılara nail olunur:

metal konstruksiyaların və boru kəmərlərinin örtüklərindəki qüsurlar, məsələn, soyulma, çatlar düzəldilir;
qoruyucu materialların istehlakı azalır, mühafizənin özü isə daha davamlıdır;
qoruyucu cərəyan məhsulun və ya obyektin metal səthinə bərabər paylanır.

Boya və lak örtükləri ilə birlikdə qoruyucu korroziyadan qorunma qoruyucu cərəyanı maksimum diqqət tələb edən səthlərə dəqiq paylamaq qabiliyyətidir.

Boru kəmərinin mühafizəsi haqqında

İstifadə etdiyiniz kimi metal borular içəridə və xaricdə korroziyaya məruz qalırlar. Lövhə, materiallarla reaksiya verən aqressiv maddələrin borulardan axması səbəbindən görünür. Metal məmulatların daxili vəziyyəti yüksək səviyyədə torpaq nəmindən təsirlənir. Bina strukturlarının korroziyadan yüksək keyfiyyətli qorunması düşünülmədikdə, aşağıdakılar baş verəcəkdir:

boru kəməri içəridən çökməyə başlayacaq;
avtomobil yollarında profilaktik yoxlamaların daha tez-tez aparılması lazım gələcək;
daha tez-tez təmir tələb olunacaq, bu da əlavə xərclərə səbəb olacaq;
neft emalı zavodunu və ya digər sənaye kompleksini tamamilə və ya qismən dayandırmaq lazım gələcək.

Boru kəmərlərini qorumaq üçün bir neçə yol var - passiv, aktiv. Ətraf mühitin aqressivliyinin azaldılması həm də qorunma vasitəsi kimi xidmət edə bilər. Kompleks mühafizəni təmin etmək üçün boru kəmərinin növü, onun quraşdırılması üsulu və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi nəzərə alınır.

Passiv və aktiv müdafiə üsulları

Boru kəmərlərinin korroziyadan qorunmasının bütün əsas üsulları bir sıra işlərin yerinə yetirilməsinə aiddir. Passiv üsullardan danışsaq, onlar aşağıdakı kimi ifadə edilir:

boru kəmərinin quraşdırılması mərhələsində korroziyaya qarşı müqavimət düşünüldükdə xüsusi quraşdırma üsulu. Bunu etmək üçün yer və boru arasında bir hava boşluğu qalır, bunun sayəsində boru kəmərinə nə yeraltı sular, nə duzlar, nə də qələvilər daxil olmayacaq;
səthi torpaq təsirlərindən qoruyacaq borulara xüsusi örtüklərin tətbiqi;
səthdə qoruyucu bir film meydana gətirən xüsusi kimyəvi maddələrlə, məsələn, fosfatlarla müalicə.

Qoruma sxemi əsasında aktiv üsullar elektrik cərəyanının və elektrokimyəvi ion mübadiləsi reaksiyalarının istifadəsini nəzərdə tutur:

Protektorun qorunması üçün qutu

Gördüyünüz kimi, boru kəmərlərinin və digər metal məmulatların qoruyucu xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün bir çox yol var. Ancaq bunların hamısı elektrik cərəyanının xərclənməsini tələb edir. Boru kəmərlərinin korroziyasına qarşı qoruyucu mühafizə daha sərfəli bir həlldir, çünki bütün oksid prosesləri sadəcə metal boruların səthinə digər materialların ərintilərini tətbiq etməklə dayandırılır. Aşağıdakı amillər bu metodun lehinə danışır:

birbaşa cərəyan mənbəyinin olmaması və maqnezium, sink və ya alüminium ərintilərinin istifadəsi səbəbindən prosesin iqtisadi səmərəliliyi və sadəliyi;
protektorun mühafizəsi sxemi layihələndirilmiş və ya artıq tikilmiş obyektin xüsusiyyətləri nəzərə alınmaqla düşünülmüş halda tək və ya qrup qurğulardan istifadə etmək imkanı;
İstənilən torpaqda və xarici cərəyan mənbələrindən istifadənin bahalı və ya qeyri-mümkün olduğu dəniz/okean şəraitində istifadə imkanı.

Protektor mühafizəsi ekstremal şəraitdə istifadə olunan müxtəlif tankların, gəmi gövdələrinin və tankların korroziyaya davamlılığını artırmaq üçün istifadə edilə bilər.

Aşağıdakı qorunma üsulları fərqlənir.

1) Korroziyanın baş verdiyi xarici mühitin müalicəsi. Metodun mahiyyəti ya da aradan qaldırmaqdır mühit depolarizator rolunu oynayan və ya metalı depolarizerdən təcrid edən maddələr. Məsələn, sudan oksigeni çıxarmaq üçün xüsusi maddələr və ya qaynatma istifadə olunur. Aşındırıcı mühitdən oksigenin çıxarılması deyilir deaerasiya . Ətraf mühitə xüsusi maddələr daxil etməklə korroziya prosesini mümkün qədər yavaşlatmaq olar - inhibitorları . Qara və əlvan metallardan hazırlanmış məmulatları saxlama, daşıma və s. zamanı atmosfer korroziyasından qoruyan uçucu və buxar fazasının inhibitorlarından geniş istifadə olunur. İnhibitorların təsir mexanizmi ondan ibarətdir ki, onların molekulları metal səthində adsorbsiya edilərək elektrod proseslərinin baş verməsinin qarşısını alır.

A (-) Cr| H2O, O2 | Fe(+)K

anodda: Cr - 2e→ Cr 2+

katodda: 2H 2 O+O 2 + 4e → 4OH -

Cr 2+ + 2 OH - → Cr(OH)2

hidroksidxrom (II) atmosfer oksigeni ilə Cr (OH) 3-ə qədər oksidləşir:

4 Cr(OH) 2 + 2H 2 O + O 2→ 4 Cr(OH) 3

Beləliklə, elektrokimyəvi korroziya nəticəsində anodik örtük məhv olur.

Katod örtükləri . Katod örtüyü standart elektrod potensialına malikdir daha müsbət qorunan metaldan daha çox. Kaplama təbəqəsi metalı ətraf mühitdən təcrid etdiyi müddətcə elektrokimyəvi korroziya baş vermir. Katod örtüyünün davamlılığı pozulursa, metalı korroziyadan qorumağı dayandırır. Üstəlik, hətta əsas metalın korroziyasını gücləndirir, çünki Yaranan galvanik cütdə anod məhv ediləcək əsas metaldır. Məsələn, dəmir üzərində qalay örtüyü (konservləşdirilmiş dəmir). Bu halda yaranan qalvanik elementin işini nəzərdən keçirək.

A (-) Fe| H2O, O2 | Sn(+)K

anodda: Fe - 2e→ Fe 2+

katodda: 2H 2 O+O 2 + 4e → 4OH -

Fe 2+ + 2 OH - → Fe(OH)2

Qorunan metal məhv edilir. Beləliklə, anodik və katod örtüklərin xüsusiyyətlərini müqayisə edərkən, anodik örtüklərin ən təsirli olduğu qənaətinə gələ bilərik. Onlar örtükün bütövlüyü pozulsa belə, əsas metalı qoruyur, katod örtüklər isə metalı yalnız mexaniki şəkildə qoruyur.

3) Elektrokimyəvi mühafizə. Elektrokimyəvi mühafizənin iki növü var: katodik və qurban. Hər iki halda qorunan metalda yüksək elektronmənfi potensialın görünməsi üçün şərait yaradılır.

Protektorun qorunması . Korroziyadan qorunan məhsul daha çox elektromənfi metalın (qoruyucu) metal qırıntıları ilə birləşdirilir. Bu, qoruyucunun olduğu bir galvanik hüceyrə yaratmağa bərabərdir anoddur və məhv ediləcək. Məsələn, yeraltı tikililəri (boru kəmərlərini) qorumaq üçün metal qırıntıları (qoruyucu) onlardan müəyyən məsafədə basdırılır, onu konstruksiyaya bərkidilir (Şəkil 8.3).