Серед усіх існуючих видів руйнування металів найбільш часто зустрічається електрохімічна корозія, яка виникає в результаті його взаємодії з електролітично провідним середовищем. Основна причина цього явища – це термодинамічна нестійкість металів у середовищах, що їх оточують.
Цьому виду корозії піддаються багато об'єктів і конструкції:
- газові та водні трубопроводи;
- елементи транспортних засобів;
- інші конструкції, виготовлені із металу.
Корозійні процеси, тобто іржа, можуть виникати в атмосфері, в ґрунті, і навіть у солоній воді. Очищення металоконструкцій від проявів електрохімічної корозії є складним та тривалим процесом, тому простіше запобігти її виникненню.
Основні різновиди
При корозії в електролітах відбувається перетворення хімічної енергії на електричну. У зв'язку з цим її називають електрохімічною. Прийнято розрізняти такі види електрохімічної корозії.
Міжкристалітна
Під міжкристалітною корозією мається на увазі таке небезпечне явище, у якому відбувається руйнація меж зерна нікелю, алюмінію та інших металів вибірково. Як наслідок, міцнісні та пластичні властивості матеріалу втрачаються. Головна небезпека цього різновиду корозії в тому, що далеко не завжди вона помітна візуально.
Пітингова
Пітингова електрохімічна корозія є точковим ураженням окремих ділянок поверхні міді та інших металів. Залежно від характеру поразки розрізняють закритий, відкритий, а також поверхневий піттинг. Розміри уражених ділянок можуть змінюватись від 0,1 мм до 1,5 мм.
Щілинна
Щілинною електрохімічною корозією прийнято називати посилений процес руйнування металевих конструкцій у місцях розташування щілин, зазорів та тріщин. Перебіг щілинної корозії може відбуватися в повітряній атмосфері, газових сумішах, а також морській воді. Даний вид руйнування характерний для газопроводів, днищ морських суден та багатьох інших об'єктів.
Поширено перебіг корозії в умовах невеликої кількості окислювача через утруднений підхід до стінок щілини. Це призводить до накопичення корозійних продуктів усередині проміжків. Електроліт, що міститься у внутрішньому просторі проміжку, може змінюватися під впливом гідролізу продуктів корозії.
З метою захисту металів від щілинної корозії прийнято застосовувати кілька методів:
- ущільнення зазорів та щілин;
- електрохімічний захист;
- процес інгібування.
Як профілактичні методи слід використовувати тільки ті матеріали, які найменше схильні до виникнення іржі, а також спочатку грамотно і раціонально конструювати газопроводи та інші важливі об'єкти.
Грамотна профілактика в багатьох випадках є більш простим процесом, ніж подальше очищення металоконструкцій від іржі, що в'їлася.
Як виявляється корозія різних видів
Як приклад протікання корозійного процесу можна навести руйнування різних приладів, компонентів автомобілів, а також будь-яких конструкцій, виготовлених з металу та розташованих:
- у атмосферному повітрі;
- у водах – моря, річки, які у грунті і під шарами грунту;
- у технічних середовищах тощо.
У процесі іржавіння метал стає багатоелектронним гальванічним елементом. Так, наприклад, якщо в електролітичному середовищі відбувається контакт міді та заліза, мідь є катодом, а залізо – анодом. Віддаючи електрони міді, залізо як іонів потрапляє у розчин. Іони водню починають рухатися до міді і там розряджаються. Стаючи дедалі більше негативним, катод невдовзі дорівнює потенціалу анода, у результаті корозійний процес починає сповільнюватися.
Різні види корозії проявляються по-різному. Інтенсивніше електрохімічна корозія проявляється в тих випадках, коли в катоді присутні вкраплення металу з меншою активністю в порівнянні з кородуючим - на них іржа з'являється швидше і є досить виразною.
Протікання атмосферної корозії відбувається за умов вологого повітря та нормальної температури. У разі на поверхні металу утворюється плівка з вологи з розчиненим киснем. Процес руйнування металу стає інтенсивнішим у міру збільшення вологості повітря та вмісту газоподібних оксидів вуглецю та сірки за умови наявності:
- тріщин;
- шорсткості;
- інших факторів, які провокують полегшення процесу конденсації.
Ґрунтова корозія найбільше вражає різноманітні підземні споруди, газопроводи, кабелі та інші конструкції. Руйнування міді та інших металів відбувається через їх тісний зіткнення з ґрунтовою вологою, у складі якої також є розчинений кисень. Руйнування трубопроводів може статися вже через півроку з моменту їх будівництва в тому випадку, якщо для ґрунту, в якому вони встановлені, характерна підвищена кислотність.
Під впливом блукаючих струмів, що походять від сторонніх об'єктів, виникає електрична корозія. Її головними джерелами є електричні залізниці, лінії електропередач, а також спеціальні установки, що функціонують на постійному електроструму. Більшою мірою цей вид корозії провокує руйнування:
- газопроводів;
- різноманітних споруд (мости, ангари);
- електрокабелів;
- нафтопроводів.
Дія струму провокує виникнення ділянок входу та виходу електронів – тобто катодів та анодів. Найбільш інтенсивним руйнівний процес є саме на ділянках з анодами, тому на них іржа помітніша.
Корозія окремих компонентів газопроводів і водяних трубопроводів може бути викликана тим, що процес їхньої інсталяції є змішаним, тобто відбувається з використанням різних матеріалів. Найчастішими прикладами є точкова корозія, що виникає в елементах із міді, а також корозія біметалів.
При змішаній установці залізних елементів зі сплавами міді та цинку процес корозії відрізняється меншим ступенем критичності, ніж при мідному литті, тобто зі сплавами міді, цинку та олова. Запобігти корозії трубопроводів можна, використовуючи спеціальні методи.
Способи захисту від іржавіння
Для боротьби з підступною іржею застосовуються різні методи. Розглянемо ті з них, які є найефективнішими.
Спосіб №1
Один із найпопулярніших методів – це електрохімічний захист чавуну, сталі, титану, міді та інших металів. На чому ж вона ґрунтується?
Електрохімічна обробка металів є особливий спосіб, спрямований на зміну форми, розмірів і шорсткості поверхні шляхом анодного розчинення в електроліті під впливом електроструму.
Щоб забезпечити надійний захист від іржі, необхідно перед початком експлуатації металевих виробів обробляти їх особливими засобами, які у своєму складі містять різні компоненти органічного та неорганічного походження. Даний метод дозволяє запобігти появі іржі на певний час, проте пізніше доведеться оновлювати покриття.
Електрозахист є процесом, при якому металева конструкція підключається до зовнішнього джерела постійного електричного струму. В результаті цього на її поверхні формується поляризація електродів катодного типу, і всі анодні області починають перетворюватися на катодні.
Електрохімічна обробка металів може відбуватися за участю аноду чи катоду. У деяких випадках відбувається поперемінна обробка металевого виробу обома електродами.
Катодна захист від корозії необхідна у тих ситуаціях, коли у металу, що підлягає захисту, не спостерігається схильність до пасивації. До металевого виробу підключається джерело зовнішнього струму спеціальна станція катодного захисту. Даний метод підходить для захисту газопроводів, а також трубопроводів водопостачання та опалення. Однак є у цього методу певні недоліки у вигляді розтріскування та руйнування захисних покриттів – це відбувається у випадках значного зміщення потенціалу об'єкта у негативний бік.
Спосіб №2
Електроіскрова обробка металів може здійснюватися за допомогою установок різних типів – безконтактної, контактної та анодно-механічної.
Спосіб №3
Для надійного захисту газопроводів та інших трубопроводів від іржі часто застосовується такий метод як електродугове напилення. Переваги цього способу очевидні:
- значна товщина захисного шару;
- високий рівень продуктивності та надійності;
- застосування щодо недорогого обладнання;
- нескладний технологічний процес;
- можливість застосування автоматизованих ліній;
- низькі енергетичні витрати.
Серед недоліків даного методу – невисока ефективність при обробці конструкцій у корозійних середовищах, а також недостатня міцність зчеплення зі сталевою основою у деяких випадках. У будь-яких інших ситуаціях такий електрозахист дуже ефективний.
Спосіб №4
Для захисту різноманітних металевих конструкцій – газопроводів, мостових споруд, різноманітних трубопроводів – потрібна ефективна антикорозійна обробка.
Ця процедура здійснюється у кілька етапів:
- ретельне видалення жирових відкладень та олій із застосуванням ефективних розчинників;
- очищення оброблюваної поверхні від солей, розчинних у воді, виконується за допомогою професійних апаратів високого тиску;
- видалення наявних конструкційних похибок, вирівнювання кромок – це необхідно для запобігання сколам лакофарбового покриття, що наноситься;
- ретельне очищення поверхні за допомогою піскоструминного апарату - це робиться не тільки для видалення іржі, але і для надання потрібного ступеня шорсткості;
- нанесення протикорозійного матеріалу та додаткового захисного шару.
Правильна попередня обробка газопроводів та всіляких металоконструкцій забезпечить їм надійний захист від електрохімічної корозії у процесі експлуатації.
