Проект "Коррозия металлов и способы защиты от коррозии"

Министерство образования и науки РФ

Комитет образования и науки Курской области

Областное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

«Обоянский аграрный техникум»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

по теме: «Коррозия металлов и способы

защиты от коррозии»

Выполнил: обучающийся группы 25

Быканов И.С.

Руководитель проекта

Ерпулева Е.А.

Обоянь 2018 год

Содержание

Введение…………………………………………………………………стр.3

1. Определение и особенности химической и электрохимической

коррозии……………………………………………………………….. стр. 4

2. Виды коррозии по характеру разрушений…………………………стр. 7

2.1. Сплошная коррозия………………………………………….. стр. 7

2.2. Избирательная коррозия…………………………………….. стр. 7

2.3. Подповерхностная коррозия………………………………….стр. 7

2.4. Местная коррозия (пятнами, язвами, точками)……...…….. стр. 8

2.5. Щелевая коррозия …………………………………..……….. стр. 9

2.6. Межкристаллитная коррозия ……………………………….. стр. 9

2.7. Ножевая коррозия…………….…………………………….. стр. 10

2.8. Коррозионное растрескивание…………….……………….. стр. 11

3. Вред и разрушения от коррозии металлов и сплавов …………… стр.13

4. Защита металлов от коррозии …………………………………….. стр.15

Заключение………………………………………………………..........стр.17

Список используемых источников…………………………………. стр.18

Введение

Коррозия, ржавление, ржа — это самопроизвольное разрушение металлов и

сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического

взаимодействия с окружающей средой. Разрушение по физическим причинам не

является коррозией, а характеризуется понятиями «эрозия», «истирание», «износ».

Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных

материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде.

В тех случаях, когда окисление металла необходимо для осуществления какого-

либо технологического процесса, термин “коррозия” употреблять не следует.

Например, нельзя говорить о коррозии растворимого анода в гальванической ванне,

поскольку анод должен окислятся, посылая свои ионы в раствор, чтобы протекал

нужный процесс. Нельзя также говорить о коррозии алюминия при осуществлении

аллюмотермического процесса. Но физико-химическая сущность изменений,

происходящих с металлом во всех подобных случаях, одинакова: металл окисляется.

На неметаллические материалы определение коррозии не распространяется.

Применительно к полимерам существует понятие «старение», аналогичное термину

«коррозия» для металлов. Например, старение резины из-за взаимодействия с

кислородом воздуха или разрушение некоторых пластиков под воздействием

атмосферных осадков, а также биологическая коррозия.

Скорость коррозии, как и всякой химической реакции, очень сильно зависит от

температуры. Повышение температуры на 100 градусов может увеличить скорость

коррозии на несколько порядков.

1. Определение и особенности химической и электрохимической коррозии

Коррозией (лат. corrodere — разъедать) называют самопроизвольное разрушение

металлов и сплавов под влиянием окружающей среды.

Разрушению подвергаются практически все металлы, в результате чего

ухудшаются их свойства. Коррозию металлов и сплавов вызывают такие компоненты

окружающей среды, как вода, кислород, оксиды углерода и серы, содержащиеся в

воздухе, водные растворы солей (морская вода, грунтовые воды).

Коррозия может возникать и под влиянием радиационного излучения, а также

продуктов жизнедеятельности бактерий и других организмов. С развитием бактерий на

поверхности металлических конструкций связано явление биокоррозии. Обрастание

подводной части судов мелкими морскими организмами также оказывает влияние на

коррозионные процессы.

Различают коррозию:

· химическую

· электрохимическую

При химической коррозии металл разрушается под действием окислителей –

неэлектролитов, например газов (кислорода, хлора и др.) при повышенной или даже

обычной температурах.

2Fe + 3Cl

= 2FeCl

В основе химической коррозии лежат реакции между металлом и веществами

внешней среды, не сопровождающиеся возникновением электрического тока.

При электрохимической коррозии разрушение металлов происходит в растворах

электролитов. Это значит, что в окружающей среде, где находится металл, должны

быть вода и окислители: кислород, растворённые кислоты, соли. Так, под действием

воздуха и содержащихся в нём паров воды на поверхности медных и бронзовых

изделий образуется зелёная плёнка, называемая патиной.

2Cu + O

+ CO

+ H

O = (CuOH)

Но чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа. Особенно сильно

коррозирует металл во влажном воздухе и при соприкосновении с водой.

Процесс коррозии железа часто называют ржавлением. Автомобили,

сельскохозяйственные машины, стальные балки, кухонная посуда – все эти изделия,

будучи новыми, имеют гладкую, блестящую поверхность. Но при хранении во влажной

атмосфере и при недостаточном уходе, они покрываются бурыми пятнами ржавчины,

состав которой можно выразить обобщённой формулой Fe

· nH

При коррозии металлов и сплавов протекают окислительно-восстановительные

реакции, в результате которых атомы металла, взаимодействуя с компонентами

окружающей среды, окисляются, а сам окислитель восстанавливается. При этом металл

из свободного состояния переходит в химические соединения – оксиды, сульфиды,

гидроксиды. Процесс ржавления железа можно описать суммарным уравнением:

4Fe + 6H

O (влага) + 3O

(воздух) = 4Fe(OH)

Химически чистое железо почти не подвержено коррозии, а техническое железо,

которое содержит различные примеси, ржавеет. Следовательно, одной из причин

коррозии является наличие примесей в металле.

Возле города Дели в Индии находится железная колонна с очень маленькими

пятнышками ржавчины, хотя её возраст почти тысячу семьсот лет. Это знаменитая

Кутубская колонна высотой около семи метров и массой шесть с половиной тонн.

Согласно одной из гипотез, долговечность и коррозионная устойчивость колонны

объясняются очень малым количеством различных примесей в железе и относительно

невысокой влажностью, характерной для этой местности.

Например, если два различных металла, которые находятся в контакте между

собой, опустить в водный раствор электролита (это могут быть грунтовые воды,

сконденсированная влага из атмосферы), то металл более активный, расположенный в

электрохимическом ряду напряжений левее, будет разрушаться, и тем самым

предохранять менее активный металл от коррозии. Например, при контакте железа с

медью в водной среде, железо, как более активный металл, постепенно коррозирует,

переходя в воду в виде ионов железа. Таким образом, коррозия металла резко

усиливается при соприкосновении его с менее активным металлом.

Образовавшиеся свободные электроны от атомов железа, перейдут к меди и на её

поверхности соединяться с ионами водорода, которые образуются из компонентов

водной среды (например, серной или других кислот). Этот электрохимический процесс

можно представить так:

И, наоборот, при контакте железа с более активным цинком, цинк разрушается и

защищает железо от коррозии.

Таким образом, коррозия металла замедляется при соприкосновении его с

металлом более активным, то есть находящимся в электрохимическом ряду

напряжений металлов левее его.

При электрохимической коррозии разрушение металлов связано с

возникновением электрического тока под действием электролитов или других причин.

При погружении металла в электролит ионы (электрически положнтельно

заряженные частицы, находящиеся на поверхности металла) переходят в раствор в

количестве, зависящем от природы металла и электролита.

2. Виды коррозии по характеру разрушений

По характеру изменения поверхности металла или сплава или по степени

изменения их физико-механических свойств в процессе коррозии независимо от

свойств среды коррозионные разрушения бывают нескольких видов.

2.1. Сплошная коррозия

Если коррозия охватывает всю поверхность металла, то такой вид разрушения

называется сплошной коррозией. К сплошной коррозии относится разрушение

металлов и сплавов под действием кислот, щелочей, атмосферы. Сплошная коррозия

может быть равномерной, т. е. разрушение металла происходит с одинаковой

скоростью по всей поверхности, и неравномерной, когда скорость коррозии на

отдельных участках поверхности неодинакова. Примером равномерной коррозии

может служить коррозия при взаимодействии меди с азотной, железа - с соляной, цинка

- с серной кислотами, алюминия - с растворами щелочей. В этих случаях продукты

коррозии не остаются на поверхности металла. Аналогично корродируют железные

трубы на открытом воздухе (атмосферная коррозия). Это легко увидеть, если удалить

слой ржавчины; под ним обнаруживается шероховатая поверхность металла,

равномерно распределенная по всей трубе.

2.2. Избирательная коррозия

Сплавы некоторых металлов подвержены избирательной коррозии, когда один из

элементов или одна из структур сплава разрушается, а остальные практически остаются

без изменений. При соприкосновении латуни с серной кислотой происходит

компонентно-избирательная коррозия - коррозия цинка, а сплав обогащается медью.

Такое разрушение легко заметить, так как происходит покраснение поверхности

изделия за счет увеличения концентрации меди в сплаве. При структурно-

избирательной коррозии происходит преимущественно разрушение какой-либо одной

структуры сплава, так, например, при соприкосновении стали с кислотами феррит

разрушается, а карбид железа остается без изменений. Этому виду коррозии особенно

подвержены чугуны.

2.3. Подповерхностная коррозия

Подповерхностная коррозия начинается с поверхности металла в тех случаях,

когда защитное покрытие (пленки, оксиды и т. п.) разрушено на отдельных участках. В

этом случае разрушение идет преимущественно под покрытием, и продукты коррозии

сосредотачиваются внутри металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает

вспучивание и расслоение металла. Определить ее возможно только под микроскопом.

2.4. Местная коррозия (пятнами, язвами, точками)

При местной коррозии на поверхности металла обнаруживаются поражения в

виде отдельных пятен, язв, точек. В зависимости от характера поражений местная

коррозия бывает в виде пятен, т. е. поражений, не сильно углубленных в толщу

металла; язв - поражений, сильно углубленных в толщу металла; точек, иногда еле

заметных глазу, но глубоко проникающих в металл. Точечная (питтинговая) коррозия

наблюдается у металлов и сплавов в пассивном состоянии, когда коррозии со

значительной скоростью подвержены отдельные небольшие участки поверхности, что

приводит к образованию глубоких поражений - точечных язв, или питтингов.

Коррозионное разрушение этого типа бывает у хромистых и хромоникелевых сталей,

алюминия и его сплавов, никеля, циркония, титана в средах, в которых наряду с

пассиватором - окислителем присутствуют активирующие анионы, например, в

растворах NaCl, в морской воде, в растворах хлорного железа, в смесях соляной и

азотной кислот и др. Увеличение содержания хрома и никеля повышает стойкость

сталей к точечной коррозии. Питтинг возникает в слабых местах пассивной пленки по

достижении определенного потенциала (потенциала питтинго-образования) за счет

окислителя или анодной поляризации в присутствии активирующих ионов в растворе,

которые вытесняют адсорбированный кислород или, взаимодействуя, разрушают

окисную пленку. Местное ослабление пассивности может быть обусловлено

неоднородностью структуры металла (интерметаллические и другие включения),

случайными механическими повреждениями в защитной пленке и другими причинами.

Рост питтинга происходит вследствие интенсивного растворения защитной пленки, что

приводит к сильному возрастанию скорости анодного процесса в нем (активационный

режим роста питтинга), которое со временем падает в связи с расширением

поверхности питтинга и возникающими диффузионными ограничениями

(диффузионный режим роста питтинга). Для защиты металлов от точечной коррозии

применимы следующие методы: ) выбор стойких против точечной коррозии

материалов: высокохромистых сталей, хромоникелевых сталей с молибденом или

кремнием (закаленных на аустенит), титана; ) катодная и анодная (в присутствии

ингибирующих анионов) электрохимическая защита; ) введение в замкнутые системы

ингибиторов точечной коррозии: нитратов, хроматов, сульфатов, щелочей.

2.5. Щелевая коррозия

Щелевой коррозией принято называть усиленное коррозионное разрушение

металла конструкций в щелях и зазорах между металлами (в резьбовых и фланцевых

соединениях конструкций и др.), а также в местах неплотного контакта металла с

прокладочными материалами, а в морских условиях - между обрастающими

организмами и обшивкой корабля. Щелевая коррозия наблюдается не только при

погружении металла в электролит, но и в атмосферных условиях. Щелевая коррозия

может существенно ухудшить работу металлической конструкции. Наибольшей

чувствительностью к щелевой коррозии обладают пассивирующиеся металлы

(хромистые и хромоникелевые стали, алюминиевые сплавы), что связано с их

возможной активацией в щелях. Объяснение щелевой коррозии как результата работы

пары неравномерной аэрации является упрощенным, так как щелевая коррозия

наблюдается и в кислых электролитах, и в растворах, не содержащих кислорода. Для

коррозии в узких зазорах - щелях характерны пониженная концентрация в них

окислителей (кислорода и других) по сравнению с концентрацией в объеме раствора

вне щели и затрудненность отвода продуктов коррозии, в результате накопления

которых и их гидролиза возможно изменение рН раствора в щели и кинетики анодного

и катодного процессов коррозии металла в щели. Затрудненность доставки в щель

окислителя- катодного деполяризатора (которая в достаточно узких щелях может быть

чисто диффузионной), затрудняет протекание катодного процесса, увеличивая его

поляризуемость. Уменьшение рН среды за счет гидролиза продуктов коррозии

облегчает протекание анодного процесса, уменьшая его поляризуемость (облегчая

ионизацию металла и затрудняя образование защитных пленок), что приводит к

усиленной работе макропары: металл в щели (анод) - металл открытой поверхности

(катод). Щелевая коррозия при атмосферной коррозии металлов обусловлена

капиллярной конденсацией влаги в щелях и более долгим удерживанием в них влаги,

чем на открытой поверхности.

2.6. Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия является одним из наиболее опасных видов местной

коррозии, приводящей к избирательному разрушению границ зерен, что

сопровождается потерей прочности и пластичности сплава (часто без изменения

внешнего его вида) и преждевременным разрушением конструкций. Коррозия этого

вида наблюдается у многих сплавов: хромистых и хромоникелевых сталей, никелевых

сплавов, алюминиевых сплавов и др. Причиной склонности сплавов к

межкристаллитной коррозии чаще всего являются структурные превращения на

границах зерен (образование так называемых избыточных фаз), которые превращают

эту узкую зону в мало поляризующийся анод, который и подвергается усиленному

коррозионному разрушению. Наибольшая склонность к межкристаллитной коррозии

наблюдается в тех случаях, когда избыточные фазы на границах зерен соприкасаются,

образуя непрерывные цепочки. Например, для коррозионностойких сталей основной

причиной межкристаллитной коррозии является выделение вдоль границ зерен фаз,

обогащенных Cr, главным образом карбидов на основе Cr. Соседние зоны, обедненные

Cr, переходят в пассивное состояние при более положительных значениях потенциала,

чем фазы с избытком Cr. В результате в слабоокислительных средах (то есть при

потенциалах, соответствующих переходу сталей из активного состояния в пассивное)

обедненные Cr зоны остаются электрохимически активными и растворяются с более

высокими скоростями, чем фазы, обогащенные Cr. В сильноокислительных средах (то

есть при потенциалах, соответствующих области перепассивации) развитие

межкристаллитной коррозии обусловлено избирательным растворением самих

избыточных фаз. Оно ускоряется, если в этих фазах имеются легирующие элементы,

легко подвергающиеся перепассивации (Mo, W, V), или элементы с низкой

коррозионной стойкостью (Mn, Cu). Одной из причин межкристаллитной коррозии

может быть сегрегация по границам зерен технологических примесей; этим

объясняется, например, межкристаллитная коррозия закаленных аустенитных

коррозионностойких сталей, содержащих примеси Р, Si и другие, в

сильноокислительных средах. Склонность к межкристаллитной коррозии при прочих

равных условиях зависит от режимов термической обработки металла и обработки

давлением, поскольку эти режимы во многом определяют состав и морфологию

выделяющихся по границам зерен избыточных фаз, а так же состав и количество

сегрегированных там примесных элементов. Стойкость материала против

межкристаллитной коррозии повышают выбором режима термообработки, снижением

содержания примесей, легированием элементами, предотвращающими образование

нежелательных избыточных фаз по границам зерен.

2.7. Ножевая коррозия

Разновидностью межкристаллитной коррозии металлов является ножевая

коррозия - коррозия местного вида, возникающая в сварных конструкциях в очень

узкой зоне на границе сварной шов - основной металл при сварке хромоникелевых

сталей с повышенным содержанием углерода, даже легированных титаном или

ниобием. В узкой околошовной зоне перегретого почти до расплавления металла

(порядка 1300°С и выше) растворяются карбиды титана или хрома. При последующем

быстром охлаждении (при контакте с ненагретым металлом) этой зоны карбиды титана

или ниобия не успевают выделиться вновь и углерод остается в твердом растворе.

Последующее достаточно длительное пребывание этой зоны при температурах 600-

750°С, например, при сварке двухсторонним швом, приводит к преимущественному

выделению карбидов хрома (за счет более высокой концентрации хрома при примерно

одинаковой растворимости карбидов хрома и карбидов стабилизирующих добавок). В

результате происходит межкристаллитное растворение узкой околошовной зоны

термического влияния в агрессивных средах (например, крепкой HNO

). Во избежание

ножевой коррозии рекомендуется: ) применять низкоуглеродистые хромоникелевые

стали; ) избегать нагрева околошовной зоны до опасных температур; ) подвергать

сварные соединения стабилизирующему отжигу при температурах 870-1150°С, при

которых карбиды хрома переходят в твердый раствор, а образуются менее растворимые

карбиды титана или ниобия. коррозия разрушение металл защита

2.8. Коррозионное растрескивание

Коррозионное растрескивание является характерным случаем, когда

взаимодействует химическая реакция и механические силы, что приводит к

структурному разрушению. Для того чтобы произошел процесс коррозионного

растрескивания, необходимо наличие поверхностных или внутренних растягивающих

напряжений. Обычно встречающиеся на практике разрушения обусловлены наличием

остаточных напряжений, возникающих, при производстве и обработке металла, но в

целях исследования не следует делать разграничения между остаточными

напряжениями и напряжениями, возникшими в результате приложенных внешних

нагрузок. Коррозионное растрескивание никогда не наблюдалось в результате действия

поверхностных сжимающих напряжений; наоборот, сжимающие поверхностные

напряжения разрушения могут использоваться для защиты от коррозионного

растрескивания. При увеличении величины приложенных напряжений уменьшается

время до полного разрушения металла. Для коррозионного растрескивания обычно

необходимы высокие напряжения, приближающиеся к пределу текучести, однако,

часто разрушение может наступить и при напряжениях, значительно меньших предела

текучести. Для многих систем сплавов наблюдается какой-то «порог» или «предел»

напряжений, т. е. напряжения, ниже которых коррозионное растрескивание не

происходит за определенный период времени. Такая зависимость, наблюдавшаяся,

например, при замедленном растрескивании сталей, указывает, что основную роль в

процессе разрушения играют напряжения. Имеются доказательства, что основное

влияние при коррозионном растрескивании напряжения оказывают незадолго до

полного разрушения, т. е. эффективность напряжений не сказывается до определенного

периода времени, после чего наступает внезапное разрушение. Этот вывод в

дальнейшем подчеркивается рядом наблюдений, в которых указывается на зависимость

времени до полного разрушения от времени приложения напряжений. Показано, что

время до полного разрушения,не зависит от того, приложены ли напряжения в начале

испытания или на последующих стадиях его. ) относительная разность потенциалов

микроструктурных фаз, присутствующих в сплаве, что вызывает вероятность местного

разрушения. ) поляризационные процессы на анодных и катодных участках. )

образование продуктов коррозии, которые оказывают влияние на коррозионный

процесс. Наиболее эффективный метод повышения устойчивости металлов против

коррозионного растрескивания состоит в использовании соответствующих

конструктивных мероприятий и способов обработки, сокращающих до минимума

величину остаточных напряжений. Если остаточные напряжения неизбежны, успешно

может быть применена термообработка, снимающая эти напряжения. Если позволяют

условия, может быть использована, например, дробеструйная обработка, вызывающая

сжимающие поверхностные напряжения, которые впоследствии дают возможность

нагружать материал, не вызывая напряженного состояния поверхности. Одним из

методов, который получает все большее признание и который связан с

электрохимическим фактором процесса растрескивания, является применение катодной

защиты. Одним из интересных методов исследования взаимодействия напряжений и

химических факторов является изучение зависимости величины катодного тока,

необходимого для защиты, от величины механических напряжений. Кроме того, ряд

исследований показывает, что начавшееся растрескивание может быть остановлено

путем применения катодной защиты.

3. Вред и разрушения от коррозии металлов и сплавов

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, и решение этой проблемы

является важной задачей. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в

потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых

коррозией. Вот почему ежегодные потери от неё в промышленно развитых странах

столь велики. Истинные убытки от неё нельзя определить, оценив только прямые

потери, к которым относятся стоимость разрушившейся конструкции, стоимость

замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии. Ещё больший

ущерб составляют косвенные потери. Это простои оборудования при замене

прокорродировавших деталей и узлов, утечка продуктов, нарушение технологических

процессов.

Экономические потери от коррозии металлов огромны. В США по последним

данным NACE, ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1 % от ВВП

(276 млрд долларов). В Германии этот ущерб составил 2,8 % от ВВП. По оценкам

специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах

составляют от 2 до 4 % валового национального продукта. При этом потери металла,

включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий,

оборудования, составляют от 10 до 20 % годового производства стали.

Ржавчина является одной из наиболее распространённых причин аварий мостов.

Так как ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходная масса железа, её

наращивание может привести к неравномерному прилеганию друг к другу

конструкционных деталей. Автомобильный мост через реку Мианус в американском

городке Гринвич, штат Коннектикут, рухнул в 1983 году. Одно из креплений

покрылось ржавчиной и в конце концов сорвалось под весом двух грузовиков. Погибло

три человека, ещё трое оказались серьёзно ранены. Обрушение произошло в полдень,

когда трафик на мосту был относительно невелик. Исследования показали, что сток

дороги был перекрыт и не был почищен, а сточные воды проникли в опоры моста.

15 декабря 1967 года Серебряный мост, соединяющий Пойнт Плезант, штат

Западная Виргиния, и Канауга, штат Огайо, неожиданно рухнул в реку Огайо. В

момент обрушения 37 автомобилей двигались по мосту, и 31 из них упали вместе с

мостом. Сорок шесть человек погибли, и девять серьёзно пострадали. По словам

очевидцев, мост полностью разрушился в течение одной минуты. Помимо

человеческих жертв и травм, был разрушен основной транспортный путь между

Западной Виргинией и Огайо. Причиной обрушения стала коррозия.

Мост Кинзу в Пенсильвании был разрушен в 2003 году от торнадо прежде всего

потому, что центральные основные болты проржавели, существенно снизив его

устойчивость. Изначально, в 1882 году мост был построен из железа и афиширован как

«Восьмое чудо Света», удерживая рекорд самого высокого железнодорожного моста

мира в течение двух лет. В 1900 мост был разобран и сразу же построен вновь, но уже

из стали, что позволило использовать эстакаду для более тяжёлых поездов. Мост

использовался в коммерческих целях до 1959 года и в 1963 был выкуплен

Правительством Пенсильвании, став центральным объектом парка. В 2002 году

началась реконструкция моста, но она не была завершена, когда в 2003 году торнадо

разрушило большую его часть. Подвергшиеся коррозии якорные болты, крепившие

мост к его основанию, ослабли, что явилось одной из причин разрушения.

4. Защита металлов от коррозии

Идеальная защита от коррозии на 80 % обеспечивается правильной подготовкой

поверхности, и только на 20 % качеством используемых лакокрасочных материалов и

способом их нанесения.

Выделяют следующие способы защиты металлов и сплавов от коррозии:

1. Шлифование поверхностей изделия, чтобы на них не задерживалась влага.

2. Применение легированных сплавов, содержащих специальные добавки: хром,

никель («нержавеющие» стали). Например, так называемая «нержавейка», из которой

изготавливают столовые приборы, содержит до 12% хрома и до 10% никеля. Лёгкие

нержавеющие сплавы включают алюминий и титан. Эта нержавеющая сталь довольно

стойкая к коррозии из-за того, что на её поверхности образуется оксидная плёнка,

которая состоит из оксидов хрома и железа. Так, обелиск «Покровителям космоса»,

расположенный во Всероссийском выставочном центре, облицован пластинками из

титанового сплава.

3. Нанесение защитных покрытий:

- неметаллические – масла, лаки, краски, эмали, полимеры. Так, например, раз в

год красят Эйфелеву башню в Париже. В 1617 г. В Англии был выдан патент №4 на

изобретение защиты доспехов – кольчуги и лат – от коррозии путём использования

специального масла.

- металлические – покрытия другими металлами. Предохраняемый металл можно

покрыть и слоем другого металла: золота, серебра, хрома, никеля, олова, цинка. А

также используют сплавы: бронзу, латунь и др. Таким образом, металлические изделия

хромируют, никелируют, цинкуют и т.д. Один из самых старых способов – это

лужение, или покрытие железного листа слоем олова. Такое железо называют белой

жестью, которую в основном используют для изготовления консервной тары;

- химические – искусственно создаваемые поверхностные пленки: оксидные,

нитридные, силицидные и др.

4. Электрохимические методы:

- протекторная (анодная) защита – к защищаемой металлической конструкции

присоединяют кусок более активного металла (магний, алюминий, цинк - протектор),

который служит анодом и разрушается в присутствии электролита. Например, для

защиты стальных корпусов морских судов обычно используют цинк. На суше

металлические конструкции, линии электропередачи и трубопроводов соединяют с

листом или куском более активного металла. С этой же целью к деталям конструкции

мостов приваривают куски цинка;

- катодная защита – металлоконструкцию подсоединяют к катоду внешнего

источника тока, что исключает возможность её анодного разрушения.

5. Специальная обработка электролита или другой среды, в которой находится

защищаемая металлическая конструкция:

- для защиты от коррозии вводят в среду, где находятся металлические изделия,

вещества, которые значительно уменьшают агрессивность среды. Такие вещества

называют ингибиторами коррозии. Ингибиторами коррозии могут быть фосфаты

натрия, соли хромовой кислоты или органические соединения. Для предотвращения

коррозии железа в серной кислоте к ней добавляют в качестве ингибитора азотную

кислоту;

- удаление растворенного в воде кислорода при подготовке воды, поступающей в

котельные установки.

Заключение

Ржавление железа под действием среды, разрушение деталей химической

аппаратуры от воздействия растворов солей, кислот и щелочей, окисление стали при

нагреве ее в печах (окалинообразование) являются примерами коррозионного

разрушения металлов.

На процесс коррозии оказывают влияние внутренние и внешние факторы. К

первым относятся химический состав металла или сплава, наличие в нем посторонних

включений, физическое состояние (структура, состояние поверхности, степень

напряжения), а к внешним факторам - характер корродирующей среды, скорость ее

движения, ее температура и концентрация.

Чистые металлы подвержены коррозии в меньшей степени, чем их сплавы.

Посторонние включения снижают сопротивление коррозии. Наибольшей коррозионной

стойкостью обладают однофазные сплавы (чистые металлы, твердые растворы,

химические соединения). Многофазные сплавы (механические смеси) корродируют

быстрее.

Каждый год из-за коррозии теряется около четверти всего произведённого в

мире железа. Порча изделий из металла и потеря металлов обходится очень дорого.

Затраты на ремонт или замену изделий во много раз превышают стоимость того

металла, из которого они изготовлены.

Коррозия вызывает и серьёзные экологические последствия. Если происходит

разрушение трубопроводов газа или нефти, то это приводит к загрязнению

окружающей среды, а это негативно сказывается на здоровье людей.

Список используемых источников

1. Краткая химическая энциклопедия под редакцией И.А. Кнуянц и др. — М.:

Советская энциклопедия, 1961-1967, Т.2.

2. Советский энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1983.

3. Андреев И.Н. Коррозия металлов и их защита. — Казань: Татарское книжное

издательство, 1979.

4. Войтович В.А., Мокеева Л.Н. Биологическая коррозия. — М.: Знание, 1980, №

10.

5. Лукьянов П.М. Краткая история химической промышленности. — М.:

Издательство АН СССР, 1959.

6. Теддер Дж., Нехватал А., Джубб А. Промышленная органическая химия. — М.:

Мир, 1977.

7. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. — Л.: Химия, 1989.

8. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. — М.:

Высшая школа, 1980.

9. Антикоррозионная защита / Козлов Д.Ю.. — Екатеринбург: ООО «ИД

«Оригами», 2013. — С. 343. — 440 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-904137-05-2.

10. «ГОСТ 5272-68: Коррозия металлов. Термины»

https://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=514612

Скачать материал

Проект "Коррозия металлов и способы защиты от коррозии"

Химия - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы