Методи захисту бетону від корозії.

1. Электрохимические способы защиты: (протекторная, катодная)
Их сущность состоит в торможении катодных или анодных реакций коррозионного процесса. Эти способы наиболее эффективны против почвенной
коррозии под действием агрессивных химических сред и сильных электролитов (например, морской воды).
Протекторная защита состоит в создании микрогальванической пары, в которой защищаемый металл играет роль катодных участков, а анодом (протектором) служит более активный металл или сплав. Например, при контакте стали с магнием разрушаться будет протектор, т.е. магний, так как.
Защита обеспечивается ценой существования протектора, который разрушается в процессе коррозии. Обычно в качестве протекторов применяют металлы с низкими электродными потенциалами -Al, Mg, Zn и их сплавы.
Протекторы наклепывают на защищаемую конструкцию или соединяют с нею металлическим проводом. эффективность защиты зависит от электропроводности среды, разности потенциалов между протектором и защищаемой конструкцией, от способа размещения протектора.
Катодная защита состоит в подаче отрицательного потенциала от внешнего источника постоянного тока на защищаемые изделия из металлов и сплавов. К аноду источника тока чаще всего присоединяют железные изделия.
Равновесие процесса коррозии фактически смещается влево под влиянием избыточной концентрации электронов внешнего источника тока (принцип Ле-Шателье), т.е. коррозия подавляется: Me-Mene++ne. Катодную защиту применяют в морских трубопроводах, подводных лодках, резервуарах для воды, оборудований химических заводов, многих приборах.

 

2. Обработка среды в целях уменьшения ее коррозионной активности. Для уменьшения агрессивности среды снижают концентрацию или вообще удаляют вещества, опасные в отношении коррозии. Один из таких способов -
деаэрация, т.е. удаление растворенного кислорода из воды, водных растворов (кипячение, барботаж инертным газом). Эффективны и химические методы удаления кислорода из водной среды с помощью восстановителей
(сульфитов, гидразина). В случае применения гидразина:

N2H4+O2=N2+2H2O

Агрессивность среды можно уменьшить, снизив концентрацию ионов Н+, т.е. повысив рН среды (подщелачивание). Ингибиторная защита - введение в среду веществ-замедлителей коррозии, т.е. отрицательных катализаторов.
Использование ингибиторов рационально, если объем коррозионной среды относительно мал и редко обновляется.
Концентрация ингибиторов в агрессивной среде невелика (10-3 – 10-6 моль/л), а эффективность высокая. Ингибиторы применяют для защиты металлов в условиях, атмосферной коррозии, в кислых средах, морской воде,
охлаждающих жидкостях, смазочных маслах, смазках. Действие ингибиторов связано с их адсорбцией на поверхности металла и торможением анодных и катодных процессов, повышением потенциала металла. По механизму действия ингибиторы делят на анодные (повышают потенциалы анодных участков), катодные (снижают потенциалы катодных участков) и экранирующие (изолируют активную поверхность металлов). К анодным
ингибиторам относят замедлители окисляющего действия (NaNO3, Na2Cr2O7. Na3PO4). Анодные ингибиторы часто приводят к установлению пассивности металлов, т.е. существенному замедлению коррозии. К катодным
ингибиторам относят органические вещества, содержащие азот, серу и кислород, например, диэтиламин, уротропин, формальдегид, тиокрезол.
По составу различают ингибиторы органические и неорганические. По условиям применения ингибиторы делят на летучие (парофазные) и контактные (жидкофазные). Летучие ингибиторы - это обычно нитриты органических аминов, смеси аминов и NaNO2, моноэтаноламин. Бумага, пропитанная моноэтаноламином, служит как оберточная для стальных изделий при хранении, транспортировке. Некоторые летучие ингибиторы помещают в контейнеры, упаковочные материалы или возле устройств, конструкций при их эксплуатации или хранении. Пример ингибиторов контактного действия - эфиры моно- и дикарбоновых кислот. Они, растворяясь в масла и смазках, повышают их коррозионно-защитные свойства. В нейтральной водной среде в качестве ингибиторов используют нитраты, хроматы, фосфаты, бензонат натрия. Их действие связано либо с окислением поверхности металлов (нитраты, хроматы), либо с образованием пленки труднорастворимых соединений (фосфаты), либо с адсорбционными явлениями на поверхности (бензоат натрия), вследствие чего повышается потенциал металла и замедляется его анодное растворение.

 

3. Защитные покрытия. Цель их нанесения – предотвратить непосредственный контакт поверхности металлов, сплавов с агрессивными компонентами среды (Н2O, О2, Н+, NOx, SO2. SO3 и т.д.) Такие покрытия не только обеспечивают защиту от коррозии, но и сообщают изделиям эстетические качества (декоративность). Защитные покрытия разделяет на следующие виды:

1.органические (лаки, краски, эмали, пластмассы, смолы, полимеры, резина);
2.неорганические неметаллические (оксиды металлов, нитриды, карбиды, бориды, силициды, соединения хрома, фосфора, неорганические эмали);
3.неорганические металлические (по характеру защиты - анодные и катодные);

Защитные покрытия должны быть более устойчивы к коррозии, чем защищаемые металлы. Такие покрытия должны быть сплошными, хорошо удерживаться на металлической основе (хорошая агдезия). Часто применяют защитные оксидные пленки на металлах (Al-Al2O3; Fe-Fe3O4; Cr-Cr2O3 и т.д.). Многие оксидные пленки жаростойки (Al2O3, Cr2O3 и т.д.). Процесс нанесения на сталь оксидной пленки магнетита (Fe3O4) называется воронением стали. Такие металлы, как тантал, ниобий, бериллий, надежно защищаются оксидными пленками от коррозии в атмосферных условиях.
В процессе фосфатирования (например, обработка стали в растворах фосфорной кислоты и ортофосфатов марганца, цинка) на поверхности изделий образуется фосфатная пленка с хорошей сцепляемостью с поверхностью и
неплохой коррозионной устойчивостью. Часто такие покрытия используют в качестве подложек под краски. Защитные свойства фосфатной пленки повышаются после ее пропитки лаками, маслом, воском.
Неорганические эмали по своему составу силикатные, т.е. содержат соединения кремния. Эмалированию подвергаются черные и цветные металлы, которые применяют в пищевой, фармацевтической промышленности,
для защиты от газовой коррозии. Основные недостатки таких покрытий - хрупкость и растрескивание при тепловых и механических нагрузках.
Металлические покрытия по характеру защиты делят на анодные и катодные. К катодным покрытиям относят металлы с более высокими электродными потенциалами, чем у защищаемых изделий. Например, катодные
покрытия на стали - это Sn, Ni, Cu, Ag. Любое покрытие, в случае его целостности защищает изделие от коррозии чисто механически, т.е. изолирует поверхность металла от агрессивных компонентов среды. При нарушении целостности катодного покрытия наблюдается электрохимическая коррозия изделия, т.е. покрытие способствует коррозии. Например, при нарушении целостности медного покрытия на стали железо коррозирует.
Высокая пористость катодного покрытия может приводить к такому же результату, как и нарушение целостности.
Анодные покрытия - это покрытия металлами с болей низкими электродными потенциалами, чем у защищаемых металлов, сплавов. Примером может служить цинковое покрытие на стали. Защита от коррозии обеспечивается и в случае целостности покрытия и при её нарушении, т.е. механически и химически.
В декоративных целях прибегают к никелевым покрытиям на стали (детали автомобилей, приборов, медицинских, бытовых изделий), хотя оно - катодное. Так как никелевое покрытие пористое, то для более надежной защиты
стали от коррозии применяют подслой из меди с низкой пористостью (многослойное покрытие).

4. Изготовление специальных коррозионно-устойчивых сплавов. Легирование металлов, т.е. введение в состав сплавов добавок, уменьшающих их коррозию. Для железа эффективными при защите от коррозии являются легирующие добавки хрома, никеля, вольфрама, марганца, ниобия, тантала, молибдена и др. Такие стали
(нержавеющие) широко применяют при эксплуатации в атмосферных условиях. Легирование сталей используют для защиты от газовой коррозии. В этом случае применяют жаростойкие и жаропрочные сплавы. Жаростойкость
стали увеличивают введением легирующих добавок - хрома, алюминия, кремния, молибдена. Например, сталь, содержащая 9...12% Cr, применяют для изготовления лопаток газовых турбин, деталей реактивных двигателей,
в производстве двигателей внутреннего сгорания. Исключительно жаростойки сплавы системы Cr-Al-Fe. Например, сплав, содержащий 30% Cr, 5% Al, 0,5% Si, устойчив на воздухе до 1300°С. Сплавы на основе титана с добавками алюминия устойчивы к коррозии в морской воде (сильные электролиты). Сплав из 20%Cr и 80% Ni устойчив на воздухе до 1150°С.

5. Рациональное конструирование. На этапе конструирования изделий, устройств, машин следует предусматривать максимальную защиту от коррозии. При этом обращают внимание на наличие участков, способных накапливать влагу, агрессивные вещества, а также на наличие контактных соединений с другими металлами. При контакте двух металлов, сплавов разность электродных потёнциалов должна быть минимальной. Современные стандарты
устанавливают предельное значение разности потенциалов контактируемых металлов или сплавов в 0,3 В:
Δ φ = δ < 0.3 В

Следует предусматривать:
-равномерность нагрузки на все элементы поверхности металлов, сплавов;
-возможность выполнения профилактических противокоррозионных мероприятий;
-возможность замены частей конструкций, разъемность элементов.
-наличие и размеры особо опасных для коррозии участков в изделиях или конструкциях (сварные швы, узкие щели, контакты разнородных металлов и т.д.), а также специальную защиту металлов этих участков от коррозии. (Все не надо желательно первых два пункта там где катодная и анодная защита про протекторы где говорится а ну и еще про покрытие это третие)

 

18. Методи очистки води. Метод іонного обміну.

Э термічні та реагентні методи очистки води.

Термічний метод- передбачає її нагрівання до 95-98 С. Термічний метод пов'язаний з великими витратами, через це він використовується коли застосування води потребує її нагріву.

Реагентні методи- пов’язані з видаленням іонів Сa і Mg через утворення слаборозчинних сполук внаслідок дії хімічних реагентів. Розлічаються такі види реагентів метод вапнування - обробка води гідрооксид кальцію Ca(OH)2 його взаємодія з гідрокарбонатами кальцію й магнію та утворення слаборозчинних сполук СaCO3 і Mg(OH)2 можна подати у вигляді реакцій

при цьому з води видаляється СO2. Використовується лише для пом’якшення води з високою карбонатною жорсткістю. Содово-вапняний метод - дає можливість усунути карбонатну і некарбонатку жорсткіст. Для усунення вводять вапно, а для усунення не карбонатної жорсткості соду Na2CO3

.Поєднання термічного та содово-вапняного методу дає можливість пом’якшати воду.

Метод іонного обміну

Іоніти- це тверді неорганічні чи органічні матеріали, які здатні до іонного обміну. Функціональні групи атомів у катіонів- SO3H-COOH-OH.Іон гідрогену із цих груп може обмінюватися на катіони з розчину. У аніонітів функціональні групи включають аміногрупи=NH4(вторинні) або =N(третинні, піридинові основи або четвертинні амонійні групи NR3).Для пом'якшення води використовують Na- катіоніти та знесолювання - H-катіоніти.

Реакції, що забезпечують пом’якшення води при вживанні Na-катіоіту можна подати позначивши їх R- нерозчинні багатозарядні аніони катіоніту

Використовуються й інші методи пом’якшення води наприклад ультразвукові, електрохімічні, магнітні. Для отримання питної води очищують від домішок шляхом коагуляції(слипание твердых частиц в дисперсных системах при их соприкосновении) або флокуляції і знезаражування хлоруванням або озонуванням.