Защита от коррозии

Защита от коррозии —  это способы и средства, уменьшающие или предотвращающие коррозию. Защита от коррозии предполагает применение защитных покрытий, сплавов, устойчивых к воздействию коррозии, использование соответствующих конструктивных решений, снижение агрессивного воздействия среды на конструкцию.

Физика коррозионного процесса

Коррозия металла происходит, если дополнительно имеются, по крайней мере, еще две составляющие — электролит, с которым граничит железо, и другой проводник, также граничащий с электролитом.

Электролитом являются: атмосферная влага, дождевая вода, атмосферные загрязнения, осадки и прочее.

Проводником, по отношению к железу, чаще всего, является поверхность земли, атмосфера, какой-либо другйо внешний проводник, расположенный вблизи.

Положительный электрод называется анодом, а отрицательный — катодом.

Два проводника (которые в данном случае называются электродами) погруженные в электролит образуют так называемый гальванический элемент. Основное свойство гальванического элемента состоит в том, что если электроды выполнены из различных металлов, то такой элемент является источником напряжения. При этом, положительный электрод называется анодом, а отрицательный — катодом.

Эксперимент

В стакане теплой воды растворите ложку поваренной соли и опустите две пластины — одну медную другую стальную. Простейший источник напряжения готов. С помощью вольтметра можно легко убедиться в том, что гальванический элемент создает небольшое менее 0,5 В напряжение. Если вы продолжите эксперимент несколько дней, то заметите как на поверхности стали начнет появляться ржавчина. Этот простой эксперимент наглядно демонстрирует механизм коррозии металла.

Объяснение этого механизма состоит в следующем. Из курса физики известно, что проводники характеризуются способностью отдавать электроны во внешнюю среду. Наглядно можно представить, что каждый проводник окружен облаком из электронов, которые под действием тепловой энергия вылетают из него, а затем, если им ничто не мешает, под действием электрических сил возвращаются в проводник. Если металл поместить в электролит, то положительные ионы металла (т.е. те атомы металла, электроны которых находятся во внешней среде) начнут переходить в электролит. В результате этого металл приобретает некоторый потенциал, который может быть измерен. На практике потенциал металла определяют по отношению к специальному стандартному электроду, потенциал которого принимается равным нулю.

Полученная разность потенциалов между стандартным электродом и металлом получила название стандартного электродного потенциала (СЭП).

Наибольший интерес представляет процесс коррозии железа в электролите при наличии менее активного металла. В этом случае железо как более активный металл является анодом, а менее активный — катодом. В гальванической паре всегда корродирует более активный металл — анод.

Коррозия анода сопровождается двумя видами реакций — окислительной на аноде и восстановительной на катоде.

Наличие в воде дополнительной соли приводит к повышению проводимости электролита и, как следствие, к увеличению скорости окисления анода. При этом дополнительно образуются хлорное железо и раствор соляной кислоты.

Важной характеристикой коррозии является скорость коррозии, которая определяется как глубина проникновения коррозии в металл в единицу времени. Для железа наиболее характерным является значение скорости коррозии в пределах 0,05—0,02 нм/год. Из приведенных значений скорости коррозии следует, что при нарушении лакокрасочного покрытия, толщина металла может уменьшиться на 0,25—1 мм.

Описанный механизм коррозии указывает также на основные пути защиты от коррозии. Кардинальный путь состоит в устранении катода или электролита, однако, этот способ и наименее пригоден, поскольку любая металлоконструкция трудно изолируема от окружающей среды и, в частности, от поверхности земли. Остаются два пути — изолировать металл от электролита с помощью покрытия или саму конструкцию из анода в катод.