В чем заключается специфика катодных и анодных защитных металлических покрытий?

Катодные металлические покрытия - это покрытия, при которых покрывающий металл имеет более положительный электродный потенциал, чем металл защищаемого изделия, например, сталь,покрытая оловом или медью.

Анодные металлические покрытия - это покрытия менее активного металла более активным, то есть имеющим меньшую величину электродного потенциала в данной среде.

Катодная защита осуществляется путем поляризации защищаемого объекта постоянным током от внешнего источника. Установка катодной защиты (рис.11.8.) состоит из станции катодной защиты, являющейся источником постоянного тока, анодного заземления и соединительных проводов. К защищаемому сооружению подключают отрицательный полюс источника тока, а к анодному заземлению - положительный.

Рис. 11.8. Катодная защита металлов от коррозии.

В качестве анодных заземлителей используют лом черных металлов (разрушающиеся заземлители) или специальные аноды из нержавеющей стали, графита, сплавов железа с кремнием и некоторых других материалов (неразрушающиеся заземлители). В случае использования неразрушающихся заземлителей протекание анодного процесса будет приводить к выделению кислорода:

Кроме того, при осуществлении электрохимической защиты за счет протекания на защищаемом объекте катодной реакции восстановления:

 

происходит подщелчивание прикатодного пространства, что приводит к образованию на поверхности металла катодных осадков, обладающих защитными свойствами. Состоящие в основном из гидроксида магния и карбонатов кальция или магния они создают защитный барьер, затрудняющий доступ деполяризатора и уменьшающий плотность требуемого защитного тока.

В качестве основного критерия электрохимической защиты используется так называемый защитный потенциал, то есть потенциал, который необходимо достигнуть при катодной поляризации. Представляя собой величину потенциала анодных участков неполяризированного микрогальванического элемента и найденный для стали эмпирическим путем, он составляет – 0,85 В по отношению к насыщенному медно-сульфатному электроду (-0,53 В по стандартному водородному электроду). В тех местах, где возможна биологическая коррозия в результате воздействия сульфатовосстанавливающих бактерий, минимальное значение защитного потенциала должно составлять – 0,95 В.

Анодную защиту применяют при эксплуатации оборудования в хорошо электропроводных средах и изготовленного из легко пассивирующихся материалов — углеродистых, низколегированных нержавеющих сталей, титана, высоколегированных сплавов на основе железа. Анодная защита перспективна в случае оборудования, изготовленного из разнородных пассивирующихся материалов, например, нержавеющих сталей различного состава, сварных соединений.

При анодной защите потенциал активно растворяющегося металла смещают в положительную сторону до достижения устойчивого пассивного состояния (рис. 10.1). В результате происходит не только существенное (в тысячи раз) снижение скорости коррозии металла, но и предотвращается попадание продуктов его растворения в производимый продукт. Смещение потенциала в положительную сторону можно осуществлять от внешнего источника тока, введением окислителей в раствор или введением в сплав элементов, способствующих повышению эффективности протекающего на поверхности металла катодного процесса.

 

 

2222