технологических трубопроводов, резервуаров, сосудов, свай, причалов, мостов и многого другого — электронный каталог продукции,разработка мобильных приложений,АОС,автоматизированные обучающие системы,семинары по нефтегазовой тематике,разработка СТУ,СТУ

Метод электрохимической защиты (ЭХЗ) от коррозии уже многие годы применяется инженерами для продления срока службы различных металлических устройств и сооружений. Однако так повелось, что наиболее широко известны технические решения по использованию ЭХЗ для противокоррозионной защиты больших металлоемких конструкций и сооружений, таких как подземные трубопроводы в нефтегазовой промышленности и в сфере ЖКХ или большие стальные резервуары, хотя принцип работы ЭХЗ универсален, и может быть успешно использован практически везде, где есть контакт металла и агрессивного электролита. В этой статье мы бы хотели дать, безусловно, очень краткий обзор других возможностей применения электрохимзащиты вокруг нас — в индустриальной, общественной и даже приватной сфере жизни современного человека.

Электрохимическая защита основана на управлении токами электрохимической коррозии, всегда возникающими при контакте любого металлического сооружения и электролита. С помощью ЭХЗ анодная разрушающаяся зона переносится с защищаемого объекта либо на специальное анодное заземление (при катодной защите), либо на отдельное изделие из более активного металла (при протекторной защите). Более подробно о физико-химических принципах катодной и протекторной защиты от коррозии можно прочитать 

здесь. Главное, что следует понимать при принятии решения о применении ЭХЗ — это то, что необходим обязательный контакт защищаемого объекта/системы объектов и внешнего анода (анодного заземления или протектора), как посредством проводника первого рода (металлического кабеля или прямого металлического контакта), так и посредством проводника второго рода (электролита). Электрическая цепь «сооружение — кабель — анод — электролит» обязательно должна замкнуться, иначе защитного тока в системе просто не возникнет. Простой пример — трубопровод или свая, выходящая из земли на поверхность. ЭХЗ будет работать только на подземной части. Однако есть несколько примеров, когда, на первый взгляд, это правило не работает. Например, постоянный контакт сооружения и электролита не обеспечивается в зонах переменного смачивания, таких как приливно-отливная зона свай на морских пирсах и причалах, зона волнового смачивания аналогичных сооружений пресноводных водоемов и т.д. В этих случаях приходится применять довольно хитрые схемы ЭХЗ, работающие только в моменты увлажнения коррозионно-опасных зон. Но как, например, организовать ЭХЗ от атмосферной коррозии металлического сооружения во влажном морском или промышленном воздухе? Оказывается и это возможно! Но начнем мы с более простых случаев.

Простой и очевидный пример объекта, подвергающегося электрохимической коррозии, которую можно замедлить с помощью ЭХЗ — это закопанное в землю или стоящее на земле любое металлическое сооружение: свая, резервуар, трубопровод любого назначения.

Конечно, применять ЭХЗ везде и всюду нет никакой необходимости, однако если объект находится в грунте высокой коррозионной агрессивности (высокая влажность или засоленность — явные признаки такого грунта!), либо это промышленно значимый и плохо ремонтопригодный объект — ЭХЗ явно не будет лишней. Проект такой системы ЭХЗ не очень сложен. Например, если нужно защитить свайный фундамент, то достаточно станции катодной защиты малой мощности (может хватить и аккумулятора) и несколько правильно расположенных точечных анодов, или несколько небольших отрезков протяженного анода. Только нужно не забыть, что если сваи сделаны из труб, то они могут корродировать и изнутри, там, где ЭХЗ работать не будет. Одиночный, полностью закопанный резервуар также прекрасно защищается точечными анодами по периметру сооружения, а днище резервуара, стоящего на грунте — одним точечным анодом или изогнутым отрезком протяженного анода. Если есть возможность менять анодные заземления и сопротивление грунта мало, то вместо точечных анодов можно установить протекторные установки, срок эффективной работы которых обычно составляет 5-7 лет.

Теперь перейдем к не очень распространенному, но очень продуктивному способу электрохимической защиты от коррозии внутренней поверхности трубопроводов и резервуаров (сосудов) любой емкости и назначения, имеющих контакт с агрессивным водным электролитом (промышленными сточными водами или просто водой с высоким содержанием минеральных солей и кислорода). В этом случае применение ЭХЗ позволяет продлить срок безремонтной эксплуатации объекта в несколько раз. Более простой случай — внутренняя ЭХЗ резервуара, когда во внутреннем пространстве резервуара размещаются протекторы или анодные заземления. Эффективность ЭХЗ существенно повысится, если внутренняя поверхность резервуара будет дополнительно защищена изоляционным покрытием с хорошими диэлектрическими свойствами. Более сложное техническое решение применяется для внутренней электрохимической защиты трубопровода. В этом случае наиболее эффективно ввести во внутреннюю полость трубопровода протяженный гибкий анод (ПГА) из токопроводящей резины.

Длина такого анода обычно равна протяженности защищаемого участка трубопровода. Определенную техническую сложность вызывает укладка такого анода в уже эксплуатируемый трубопровод, хотя это также выполнимо на практике. Иногда для защиты участков ограниченной протяженности (5-30 м) достаточно установки во внутреннюю полость единичного точечного анода или протектора.

Внутренняя ЭХЗ трубопровода с применением протекторов

Такие системы внутренней электрохимзащиты чрезвычайно эффективны, даже когда ничего больше не помогает в принципе. Например, срок службы трубопроводов и различных очистительных установок —  очень коррозионно-агрессивных сточных вод промышленных предприятий — продлевается за счет внутренней ЭХЗ в 5-20 раз!

Следующий интересный случай применения систем ЭХЗ — это причальные сооружения, основания нефтегазовых платформ, опоры мостов или любые другие металлические конструкции в морской воде. Кстати, воды некоторых пресных водоемов в нашей «экологически чистой» стране, особенно вблизи крупных городов и промышленных предприятий, по коррозионной агрессивности приближаются к морской воде, поэтому все излагаемое ниже распространяется и на них с небольшими оговорками.

Коррозия сваи в зоне переменного смачивания и забрызгивания

Итак, металлические конструкции в морской воде подвергаются активной электрохимической коррозии, которая не может быть остановлена обычной покраской. По механизму коррозионного процесса на таких объектах обычно выделяют три основных зоны:

• зона переменного смачивания и забрызгивания;
• зона полного погружения в воду;
• зона погружения сваи в грунт.

Наибольшую сложность при реализации систем электрохимической защиты представляет зона переменного смачивания, где нет постоянной электрической цепи «сооружение — электролит — анод». Для этих зон необходимы анодные заземления (протекторы) сетчатой или браслетной формы, обеспечивающие раздельную защиту локально увлажненных участков металлической конструкции. В самых сложных случаях имеет смысл обеспечить принудительное постоянное увлажнение зоны переменного смачивания конструкции, для постоянной работы средств ЭХЗ.

Электрохимзащита зоны полного смачивания металлических свай в водной среде может быть реализована в зависимости от конструкции разными способами, среди которых имеет смысл выделить следующие:

• размещение нескольких подвесных точечных анодов, каждый из которых защищает ближайшие, окружающие его, сваи;
• на более глубоких участках возможно использование протяженных гибких анодов, которые крепятся к тросам, закрепляемым концами на металлическом сооружении и дне водоема;
• если нет возможности подвести электричество к защищаемому сооружению, тогда приемлемым методом электрохимической защиты будет использование больших глубинных протекторов с длительными расчетными сроками эксплуатации.

Магниевый протектор для электрохимзащиты морских сооружений

Теперь вернемся к анонсированной ЭХЗ от атмосферной коррозии металлического сооружения во влажном морском или промышленном воздухе. По своему механизму этот случай чем-то напоминает коррозию в зоне переменного смачивания — также большое количество локально-увлажненных участков, только еще более маленьких. В этом случае единственный способ обеспечить электрохимическую защиту всей поверхности защищаемого изделия — это обеспечить свою локальную систему ЭХЗ на каждом увлажненном участке. Эта цель достигается путем нанесения на поверхность изделия специального покрытия, содержащего частицы металла, обладающего защитными протекторными свойствами по отношению к стали. Обычно этим металлом является цинк. Таким образом, на каждом участке поверхности обеспечивается своя маленькая установка протекторной защиты, которая активируется при увлажнении.

В этой статье мы рассказали только о нескольких основных случаях применения электрохимической защиты разнообразных металлических конструкций. На самом деле можно привести гораздо больше таких примеров — ЭХЗ может использоваться повсеместно: кузова автомобилей, корпуса морских судов, бытовые нагреватели воды, морские трубопроводы и т.д. Иногда даже приходится обеспечивать электрохимзащиту железобетонных конструкций, но это настолько объемная тема, что требует отдельного обзора. Поэтому можно смело говорить, что пока наш век металла не сменился веком композиционных материалов, именно электрохимическая защита будет одной из наиболее важных и востребованных человечеством технологий.

comments powered by HyperComments

Способы защиты металлов от коррозии — методы антикоррозийной защиты

Железо и сплавы на его основе подвержены коррозии – разрушению, которое происходит вследствие химического или электрохимического взаимодействия компонентов металлов и сплавов с различными веществами окружающей среды. В результате этих окислительно-восстановительных реакций металлы связываются в оксиды, что приводит к потере их эксплуатационных свойств. Первые проявления разрушительного процесса – образование на поверхности пятен рыжего цвета. Своевременные меры по предотвращению коррозии обеспечивают значительное продление срока службы металлических изделий и конструкций.

Виды коррозии металлов

Коррозионные процессы различаются по характеру разрушения, механизму протекания процесса, типу агрессивной среды, вызывающей коррозию.

Характер разрушения

По этому признаку выделяют следующие типы коррозии:

• Сплошная – равномерная или неравномерная. Затрагивает равномерно всю поверхность металлоизделия или конструкции.
• Местная. Поражаются отельные участки поверхности.
• Питтинг-коррозия (точечная). Поражения – отдельные, глубокие или сквозные.
• Межкристаллитная. Разрушающиеся области располагаются вдоль границ зерен.

Механизм протекания коррозии

Основные типы коррозии – химическая и электрохимическая. Химические коррозионные процессы протекают в результате химреакций, при которых разрушаются металлические связи, а образуются новые – между атомами металла и окислителя. Химическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов со средами, не проводящими электрический ток. Она может быть жидкостной и газовой.

• Газовая коррозия протекает в агрессивных газовых и паровых средах при отсутствии сконденсированной влаги на поверхности металлоизделия или металлоконструкции. Она может стать причиной полного разрушения железа и сплавов на его основе. На поверхности алюминия и алюминиевых сплавов в газовых средах образуется защитная пленка, защищающая их от коррозии. Примеры газов, которые становятся причиной возникновения химических коррозионных процессов: кислород, диоксид серы, сероводород.
• Жидкостная коррозия протекает при контакте металлической поверхности с жидкими неэлектролитами – нефтью и нефтепродуктами. При наличии даже небольшого количества воды этот химический процесс легко превращается в электрохимический.

Электрохимическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов с жидкостями-электролитами вследствие протекания двух взаимосвязанных процессов:

• анодный – ионы металла переходят в раствор электролита;
• катодный – электроны, которые образовались на стадии анодного этапа, связываются частицами окислителя.

В зависимости от среды, в которой протекают электрохимические коррозионные процессы, различают следующие типы коррозии:

• Атмосферная. Самая распространенная. Протекает в условиях атмосферы или другого влажного газа.
• В растворах электролитов – кислотах, щелочах, солях, обычной воде.
• Почвенная. Скорость процесса зависит от состава грунта. Наименее агрессивны песчаные почвы, наиболее – кислые почвы.
• Аэрационная. Ее вызывает неравномерный доступ воздушной среды к разным частям изделий и конструкций.
• Биологическая. Ее провоцируют микроорганизмы, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают углекислый газ, сероводород и другие газы, вызывающие коррозионные процессы.
• Электрическая. Возникает из-за блуждающих токов, которые появляются при эксплуатации электротранспорта.

Общий вывод! Коррозионные процессы активнее всего развиваются на поверхностях, удобных для отложения пыли, осадков, плохо обдуваемых воздушными струями. Поэтому они подвержены застою воздуха, накоплению и длительному сохранению на поверхности влаги.

Способы защиты металла от коррозии

На стадии производства стали в ее состав могут вводиться легирующие добавки, которые предотвращают появление очагов всех (или некоторых) видов коррозии. Таким элементом является, хром, которого должно быть не менее 13 % от общего количества всех компонентов. Для предотвращения возникновения и развития коррозии в сталях без легирующих добавок используют следующие методы антикоррозионной защиты – конструктивные, пассивные, активные.

Конструктивные

Заключаются в защите поверхности металла с помощью нетонкослойных покрытий – панелей, резиновых прокладок, заслонов. Эти способы имеют мало преимуществ: их сложно, а иногда невозможно реализовать, материалы для конструктивной защиты стоят дорого и после монтажа занимают много места. Их применяют нечасто и только в местах, где они скрыты от глаз.

Пассивные

На металлическое изделие наносится тонкослойное покрытие, которое выполняет чисто барьерные характеристики, то есть процесс защиты заключается в предотвращении контакта металла с наружной средой. Для пассивного способа защиты используют неметаллические покрытия – грунтовки, лаки, краски, эмали. После высыхания они образуют прочную и твердую пленку, имеющую хорошее сцепление с основанием.

Преимущества пассивного способа: невысокая цена и удобное нанесение покрытий, большой ассортимент составов разных цветов и характеристик, создание надежного барьера между металлом и окружающей средой. Недостатки: невысокая устойчивость к механическим повреждениям, необходимость периодически обновлять барьерный слой.

Активные (электрохимические)

Самый распространенный способ создания активной защиты для стальной поверхности – цинкование (горячее, термодиффузионное, гальваническое, холодное). Первые три технологии осуществимы только в производственных условиях. Чаще всего используется горячее цинкование. Стальной листовой прокат цинкуют на непрерывных линиях. Преимущества такого процесса: возможность получать цинковый слой достаточной толщины, высокие автоматизация и производительность процесса. В бытовых условиях применяют только холодное цинкование – нанесение на стальную поверхность цинкнаполненного материала. Обычно холодное цинкование применяют для локального восстановления цинкового покрытия.

Принцип активного защитного действия цинка заключается в том, что он обладает меньшей скоростью коррозии в данной среде, что позволяет ему обеспечить электрохимическую катодную защиту стальной основы. При нанесении на сталь цинкового покрытия цинк с железом образуют гальваническую пару, в которой цинк является более активным металлом. При контакте с влагой и другими коррозионноопасными средами цинк-анод отдает электроны, которые принимает железо-катод, что позволяет ему сохранять свои технические характеристики. Защитный процесс длится до полного исчезновения цинкового слоя.

Плюсы цинкования – долговечность и возможность добавлять цинковый слой в процессе эксплуатации изделий и конструкций. Минусы – необходимость в тщательной подготовке поверхности, обязательное соблюдении технологических правил, сложность утилизации токсичных отходов.

Другие статьи: 

Закалка стали
Отпуск стали
Состав и свойства стали

16.8: Электрохимическая коррозия — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

265

• Стивен Лоуэр
• Университет Саймона Фрейзера

Цели обучения

Убедитесь, что вы полностью поняли следующие основные идеи. Особенно важно, чтобы вы знали точное значение всех выделенных терминов в контексте этой темы.

• Электрохимическая коррозия металлов происходит, когда электроны от атомов на поверхности металла переносятся на подходящий акцептор электронов или деполяризатор . Вода должна присутствовать, чтобы служить средой для переноса ионов.
• Наиболее распространенными деполяризаторами являются кислород, кислоты и катионы менее активных металлов.
• Поскольку электроны проходят через сам металлический объект, анодная и катодная области (две половины электрохимической ячейки) могут находиться далеко друг от друга.
• Анодные области имеют тенденцию развиваться в местах, где металл находится под напряжением или защищен от кислорода.
• Контакт с другим металлом, прямой или косвенный, может привести к коррозии более активного металла.
• Коррозию стали можно подавить с помощью цинкования , то есть путем покрытия ее цинком, более активным металлом, растворение которого оставляет на металле отрицательный заряд, препятствующий дальнейшему растворению Fe ²⁺ .
• Катодная защита с использованием внешнего источника напряжения широко применяется для защиты подземных сооружений, таких как резервуары, трубопроводы и опоры. Источником может быть расходуемый анод из цинка или алюминия, сетевой или фотогальванический источник питания.

Коррозию можно определить как разрушение материалов в результате химических процессов. Из них наиболее важной на сегодняшний день является электрохимическая коррозия металлов, при которой процесс окисления М → М ⁺ + е ^– облегчается наличием подходящего акцептора электронов, иногда называемого в науке о коррозии как деполяризатор.

В некотором смысле коррозию можно рассматривать как самопроизвольный возврат металлов в их руды; огромное количество энергии, затраченной на добычу, очистку и производство металлов в полезные предметы, рассеивается множеством различных путей. Экономические аспекты коррозии намного значительнее, чем думает большинство людей; предполагаемая стоимость коррозии только в США составляла 276 миллиардов долларов в год. Из них около 121 миллиарда долларов было потрачено на борьбу с коррозией, а разница в 155 миллиардов долларов осталась чистыми потерями для экономики. Коммунальные услуги, особенно системы питьевого водоснабжения и канализации, испытывают наибольшее экономическое воздействие, а автомобили и транспорт занимают второе место.

Ячейки коррозии и реакции

Особенностью большинства процессов коррозии является то, что стадии окисления и восстановления происходят в разных местах металла. Это возможно, потому что металлы являются проводящими, поэтому электроны могут течь через металл от анодных к катодным областям (рисунок \(\PageIndex{1}\)). Присутствие воды необходимо для переноса ионов к металлу и от него, но тонкой пленки адсорбированной влаги может быть достаточно.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Коррозия — это двухэтапный процесс. Рисунок \(\PageIndex{1}\): Электрохимическая коррозия железа. Коррозия часто начинается в месте (1), где металл находится под напряжением (на изгибе или сварке) или изолирован от воздуха (где соединяются два куска металла или под слабо прилипшей пленкой краски). Ионы металла растворяются в пленке влаги, а электроны мигрируют в другое место (2), где они поглощаются 9{–}} \rightarrow \ce{M(s)} \label{1.7.2c}\]

, где \(\ce{M}\) — металл.

То, какие части металла служат анодами и катодами, может зависеть от многих факторов, как видно из обычно наблюдаемых неравномерных структур коррозии. Атомы в областях, подвергшихся напряжению, которые могут быть получены путем формовки или механической обработки, часто имеют более высокую свободную энергию и, таким образом, имеют тенденцию становиться анодными.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Схематическая диаграмма коррозионных ячеек на железе. (CC BY-NSA-NC; анонимно по запросу)

Если одна часть металлического предмета защищена от атмосферы так, что недостаточно \(\ce{O2}\) для создания или поддержания оксидной пленки, эта «защищенная» область часто будет местом, где коррозия наиболее активна. активный. Тот факт, что такие места обычно скрыты от глаз, объясняет большую часть трудностей в обнаружении коррозии и борьбе с ней.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Точечная коррозия Большинство металлов покрыты тонкой оксидной пленкой, препятствующей анодному растворению. Когда коррозия действительно возникает, иногда в металле образуются узкие отверстия или ямки. Дно этих ямок, как правило, лишено кислорода, что способствует дальнейшему прорастанию ямок в металл. (CC BY 3.0 непортированная; Стивен Лоуэр)

В отличие от анодных участков, которые, как правило, локализованы в определенных областях поверхности, катодная часть процесса может происходить практически где угодно. Поскольку оксиды металлов обычно являются полупроводниками, большинство оксидных покрытий не препятствуют потоку электронов к поверхности, поэтому почти любая область, которая подвергается воздействию \(\ce{O2}\) или какого-либо другого акцептора электронов, может действовать как катод. Тенденция мест, лишенных кислорода, к анодированию является причиной многих широко наблюдаемых моделей коррозии.

Ржавые автомобили и пятна в ванных комнатах

Любой, кто владел старым автомобилем, видел коррозию на стыках между частями кузова и под лакокрасочным покрытием. Вы также заметите, что как только начинается коррозия, она имеет тенденцию питаться сама собой. Одна из причин этого заключается в том, что одним из продуктов реакции восстановления O ₂ является гидроксид-ион. Высокий уровень pH, создаваемый в этих катодных областях, имеет тенденцию разрушать защитную оксидную пленку и может даже смягчить или ослабить пленки краски, так что эти участки могут стать анодными. Большее поступление электронов способствует более интенсивному катодному действию, что порождает еще больше анодных участков и т.д.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Ржавая машина. Сильно проржавевшие половицы автомобиля Chrysler New Yorker 1990 года выпуска. Автомобиль был поврежден до такой степени, что управлять им стало небезопасно. Под ржавым участком между двумя отверстиями находились две тормозные магистрали (общественное достояние; Bige1977 через Википедию).

Очень распространенной причиной коррозии является контакт двух разнородных металлов, что может произойти вблизи крепежных деталей или сварных швов. В месте соединения собирается влага, действующая как электролит и образующая ячейку, в которой два металла служат электродами. Влага и токопроводящие соли на внешних поверхностях образуют внешний токопроводящий путь, эффективно замыкая элемент накоротко и вызывая очень быструю коррозию; Вот почему автомобили так быстро ржавеют в тех местах, где дороги посыпают солью, чтобы растопить лед. 9{3+}}\) соли, выпадающие в осадок в виде зеленоватых пятен.

Контроль коррозии

Поскольку для возникновения коррозии должны иметь место как катодная, так и анодная стадии, предотвращение любой из них остановит коррозию. Наиболее очевидная стратегия — остановить оба процесса, покрыв объект краской или другим защитным покрытием. Даже если это будет сделано, вероятно, будут места, где покрытие сломано или не проникает, особенно если есть отверстия или резьба. Более сложный подход состоит в том, чтобы нанести на металл небольшой отрицательный заряд, что затруднит протекание реакции: 9{-}}. \]

Метод защиты 1: расходуемые покрытия

Одним из способов создания этого отрицательного заряда является нанесение покрытия из более активного металла. Таким образом, очень распространенным способом защиты стали от коррозии является покрытие ее тонким слоем цинка; этот процесс известен как цинкование. Цинковое покрытие, будучи менее благородным, чем железо, склонно к избирательной коррозии. Растворение этого жертвенного покрытия оставляет после себя электроны, которые концентрируются в железе, делая его катодным и, таким образом, препятствуя его растворению.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Жертвенные покрытия (CC BY 3.0 Unported; Стивен Лоуэр)

Эффект покрытия железа менее активным металлом дает интересный контраст. Хорошим примером является обычная луженая банка (справа). Пока оловянное покрытие остается неповрежденным, все в порядке, но воздействие влажной атмосферы даже на крошечную часть нижележащего железа вызывает коррозию. Электроны, выпущенные из железа, перетекают в олово, делая железо более анодным, так что теперь олово активно способствует коррозии железа! Вы, наверное, замечали, как быстро разлагаются жестяные банки, оставленные на открытом воздухе.

Метод защиты 2: катодная защита

Более сложная стратегия заключается в поддержании постоянного отрицательного электрического заряда на металле, чтобы предотвратить его растворение в виде положительных ионов. Поскольку вся поверхность принудительно переходит в катодное состояние, этот метод известен как катодная защита . Источником электронов может быть внешний источник питания постоянного тока (обычно используемый для защиты нефтепроводов и других заглубленных конструкций), или это может быть коррозия другого, более активного металла, такого как кусок цинка или алюминия, зарытый в землю поблизости. , как показано на иллюстрации заглубленного резервуара для хранения пропана ниже.

Рисунок \(\PageIndex{6}\): Катодная защита (CC BY 3.0, непортированная; Стивен Лоуэр)

---

Эта страница под названием 16.8: Электрохимическая коррозия распространяется под лицензией CC BY 3.0 и была создана, изменена и/или курирована Стивеном Лоуэром с помощью исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Стивен Лоуэр

   Лицензия

   СС BY

   Версия лицензии

   3,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   1. катодная защита
   2. коррозия
   3. коррозионная стойкость
   4. ржавчина
   5. Жертвенные покрытия
   6. источник@http://www. chem1.com/acad/webtext/virtualtextbook.html

Электрохимическая защита металла — Блог

Электрохимическая защита металла от коррозии является одним из наиболее подходящих способов защиты конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред. На практике применяют два метода защиты: катодный и анодный. В чем разница между ними?

 

Коррозия является одной из основных проблем, стоящих перед современной металлургией. Помимо воздействия на материалы, коррозия также является серьезной экономической проблемой . Благодаря развитию науки и техники были найдены новые методы защиты, которые с каждым годом совершенствуются. Однако среди всех способов защиты лучшим считается один – электрохимическая защита.

Существует два основных метода электрохимической защиты:

• Катодная защита
• Анодная защита

Однако перед подробным объяснением этих методов еще несколько слов об электрохимзащите. Металл, защищенный от коррозии с помощью электрохимического процесса, имеет находится в пассивном состоянии. Металлы , защищенные таким образом от коррозии, чаще всего используются в погребальных и погружных конструкциях .

 

Катодная электрохимическая защита

Катодная защита является одним из наиболее широко используемых методов электрохимической защиты. На сегодняшний день существует два пути разработки этого вида защиты:

• Защита через внешний источник тока – защищаемый металл подключается к отрицательному полюсу источника постоянного тока
• Защита расходуемым анодом – металл присоединяется к отрицательно заряженному материалу, после чего происходит анодное растворение, т.е. катодная защита

Некоторые из основных преимуществ этого типа электрохимической защиты металла:

• Простота
• Нет необходимости в частых проверках
• Не зависит от источника питания
• Практически не действует на сооружения с защищенной таким образом конструкцией

Однако, помимо положительных сторон, есть и несколько отрицательных. Они в первую очередь связаны с загрязнением окружающей среды , т. е. с применением в микросреде, обладающей характерными свойствами (например, устойчивостью, …).

 

Анодная защита металла

Принцип анодной защиты металла очень похож на принцип катодной защиты. Есть два основных способа защиты:

• Защита от постоянного тока – Постоянный ток оказывает пассивирующее действие на металл
• Защита протектора – защита достигается таким образом, что защищаемый металл соединяется с протектором, который обычно имеет положительный заряд

Анодная электрохимическая защита имеет гораздо меньшее применение на практике, чем катодная защита. Например, анодная защита чаще всего используется для пассивации стали, нержавеющей стали, алюминия, хрома и титана или их сплавов. Одним из наиболее распространенных применений анодной защиты от коррозии является защита стали в агрессивной среде с преобладанием кислот.