Коррозия металлов. Виды коррозии. Сущность процесса коррозии. Меры защиты от коррозии.

Коррозия – процесс химического или электрохимического разрушения металлов под действием окружающей среды.

Химическая коррозия происходит в результате окислительного и восстановительного процессов, протекающих одновременно. Химическое взаимодействие металлов состоит в основном из окисления, диффузии атомов металла сквозь оксидные пленки и встречного перемещения атомов кислорода к металлу. Химическая коррозия возможна в любой среде, но наблюдается, главном образом, в воздухе при высоких температурах, в жидких неэлектролитах (нефть, бензин, керосин, расплавленная сера).

Электрохимическая коррозия происходит при взаимодействии металлов с жидкими электролитами (вода, водные растворы солей, кислот, щелочей, расплавы солей и щелочей). При соприкосновении металла с водными растворами между ними начинается взаимодействие, так как катионы металлов, находящиеся на поверхности кристаллических решеток, не удерживаются и переходят в окружающую среду. В сухом газе катионы поверхность покинуть не могут. Металл, потерявший положительный заряд, заряжается отрицательно оставшимися электронами, а слой раствора, прилегающий к металлу, заряжается положительно – возникает скачок потенциала. В случае разрушения равновесия, связанного с перемещением электронов, процесс коррозии продолжается.

На скорость растворения металла в электролите влияют примеси, способ обработки, концентрация электролитов. Металл, находящийся под нагрузкой корродирует быстрее ненагруженного, так как нарушается целостность защитной пленки и образуются микротрещины. Активному протеканию процесса коррозии способствуют углекислый, в особенности, сернистый газы, хлористый водород, различные соли.

Защиту от коррозии следует начинать правильным подбором состава и структуры металла. На практике для защиты металла от коррозии применяют легирование и защитные покрытия.

Легирующие элементы образуют с основным металлом сплавы, твердые растворы, которые повышают коррозиеустойчивость металла. Незначительная добавка меди и хрома (менее 1%) значительно повышает сопротивление стали коррозии, а введением до 20% различных легирующих добавок можно получить нержавеющие стали.

Для защиты металла от коррозии его поверхности создают также пленники. Эти пленки могут быть металлическими, оксидными, лакокрасочными и т.п. Металлические пленки представляют собой механическую защиту (катодное покрытие) или электрохимическую (анодное покрытие). Катодное покрытие – покрытие металлом, который более электроположителен, чем основной. Анодное покрытие – покрытие более электроотрицательным металлом, чем основной (цинкование, хромирование).

При оксидировании естественную пленку, всегда имеющуюся на металле, делают более прочной путем ее обработки сильным окислителем, например водородным раствором NaOH+NaNO₃ при 125-140°С в течение 40-60 мин.

Фосфатирование – состоит в получении на изделии поверхностной пленки из нерастворимых солей железа или марганца в результате обработки металла фосфатами железа или марганца.

Плакирование – наложение на основной металл тонкого слоя защитного металла (биметалла) и закрепление его путем горячей прокладки.

Металлизация – покрытие поверхности детали расплавленным металлом, распыленным сжатым воздухом.

Лакокрасочные покрытия основаны на механической защите пленкой из различных красок и лаков.

При временной защите металлических изделий от коррозии (транспортирование, складирование) используют для покрытия металла невысыхающие масла, а также ингибиторы – вещества, замедляющие протекание коррозии (нитрит натрия).

Ванны, раковины, декоративные изделия для защиты от коррозии покрывают эмалью, т.е. направляют на металл при 750-800°С различные комбинации силикатов (кварц, полевой шпат, буру, глину и др.).