Электрохимические методы защиты от коррозии

Данные методы применяются в случаях, когда металл окружен проводящей средой (электролит, почва, бетон) и не применяются для защиты от атмосферной и газовой коррозии. Электрохимические методы защиты сводятся к искусственной катодной (или анодной) поляризации поверхности металла за счет наложения электрического тока, который сдвигает потенциал поверхности до значения потенциала анода (катода) разомкнутой цепи. Другими словами, изменение потенциала поверхности металла приводит к устранению разности потенциалов между анодным и катодным участками микрогальванопар, тем самым резко снижая скорость коррозии.

Возможны два вида электрохимической защиты:

– с наложением тока (катодная либо анодная); – протекторная.

При катодной защите с наложением тока ток подводят от внешнего источника постоянного тока (генератора или батареи аккумулятора). Положительный полюс источника тока соединяют со специальным анодным заземлением, через которое ток поступает в среду, воздействующую на металл. Далее ток переходит из окружающей среды на защищаемый металл, поляризует его и поступает через точку дренажа к отрицательному полюсу источника тока. Максимальный защитный потенциал для стальных неизолированных конструкций составляет не менее 0,85 В.

Анодная защита аналогична, но используется, главным образом, для защиты нержавеющей легированной стали, а в результате анодной поляризации на поверхности металла образуется оксидная пленка, пассивирующая металл.

Протекторная защита используется при небольшой поверхности защищаемого металла, но в этом случае ток, необходимый для поляризации поверхности, возникает не за счет внешнего источника, а за счет образования гальванической пары, в которой роль анода-протектора выполняет более электроотрицательный металл, чем металл защищаемый, а катодом является защищаемая поверхность. В качестве анода используют цинк, алюминий, кадмий и их сплавы.

При правильном выборе электрохимической защиты защитный эффект составляет 95–98%. Недостатком ее является то, что защита открытых поверхностей требует большого расхода электрической энергии. Поэтому ее сочетают с изоляцией металла различными покрытиями.

Химические методы защиты

Коррозионное разрушение металла, протекающее по электрохимическому механизму, можно значительно уменьшить использованием ингибиторов. Их целесообразно использовать, когда коррозионная среда имеет постоянный объем или обновляется весьма медленно, т. е. в таких аппаратах как паровые котлы, системы охлаждения замкнутые, а также при консервации металлических изделий.

В качестве ингибиторов используют азот, нитраты, сульфиты щелочных и др. металлов, серосодержащие органические соединения. Для защиты от атмосферной коррозии используют летучие ингибиторы.

Механизм действия части ингибиторов имеет электрохимическую природу и заключается в адсорбции ингибитора на защищаемой поверхности и торможении скорости анодных или катодных процессов.

Другие ингибиторы (так называемые кроющие ингибиторы) образуют на поверхности металла видимые защитные пленки, состоящие из продуктов взаимодействия ингибитора с раствором, металлом или продуктом коррозии. В частности, очень прочные пленки на поверхности железа образуются при их обработке фосфатами (фосфатирование). При взаимодействии кислых фосфатов с поверхностным слоем металла образуется плотный слой средних фосфатов.

Кроющие ингибиторы часто используют в составе лакокрасочных покрытий, а именно вводят в качестве пигмента свинцовый сурик, хроматы цинка и свинца.

Летучие ингибиторы обладают высоким давлением пара и сорбируются на защищаемой поверхности, замедляя анодный процесс. В качестве таких ингибиторов используют соединения различных аминов с органическими и неорганическими кислотами.