Защита от коррозии

После усвоения материала главы 19 студент должен: знать

• • классификацию методов защиты от коррозии;
• • защитные свойства оксидных пленок;
• • способы легирования металлов;
• • отличия катодного покрытия, катодной и протекторной защиты; уметь
• • подобрать наиболее рациональный способ защиты для данного типа изделия;
• • использовать методы рационального конструирования;
• • применять ингибиторы коррозии;
• • использовать определенный вид покрытия поверхности защищаемого изделия;
• • использовать электрохимические способы защиты от коррозии; владеть
• • методами рационального конструирования;
• • способами обработки коррозионной среды;
• • теоретическими основами электрохимической защиты металлов от коррозии.

Инженерные стратегии борьбы с коррозией

Термодинамическая неизбежность коррозии делает необходимым выработку стратегических решений инженерных задач по уменьшению потерь от коррозии. Коррозия — разрушение изделий под действием окружающей среды, поэтому главным методом борьбы с коррозией должно быть рациональное конструирование этих изделий, учитывающее как функциональное предназначение изделия, так и условия его эксплуатации. При проектировании следует избегать реализации дизайнерских решений, требующих создания контакта различных металлов — например, меди с алюминием или железа с латунью. Эффектный дизайн порождает эффективную коррозию за счет образования гальванических пар и резко сокращает срок службы элементов конструкции, выполненных из более активных металлов.

Классическим примером инженерной ошибки такого рода является судьба яхты «Зов моря». Было решено в декоративных целях корпус сделать из листов монель-мсталла, а заклепки из стали. Сочетание эффектное, но не вполне хорошее с точки зрения коррозионной стойкости самого судна. Оба металла образуют гальваническую пару, и один из них — сталь — должен усиленно корродировать. Однако насколько быстро будет протекать этот процесс?

Решили проверить экспериментально. Взяли кусочек монель-металла, просверлили в нем отверстие, вставили заклепку и поместили в морскую воду, т. е. в условия, казалось бы, близкие к естественным. Испытания прошли успешно: коррозия хотя и наблюдалась, но небольшая, выбранные материалы признали вполне приемлемыми. Когда яхта была готова, она вышла в открытое море в свой испытательный рейс, а по возвращении была продана на металлический лом, ибо листы обшивки буквально отваливались от корпуса судна.

Почему столь быстро разрушились стальные заклепки? Судостроители не учли, что на реальной яхте отношение площади листов корпуса к суммарной площади головок заклепок было во много раз больше, чем у модельного образца, испытанного в лаборатории. А поскольку плотности тока на аноде и катоде при одинаковой силе тока обратно пропорциональны их площадям, скорость анодного процесса — ржавления заклепок — в реальном плавании оказалась катастрофически большой. В итоге яхта являлась гигантским гальваническим элементом, обогревавшим мировой океан за счет материалов собственной конструкции.

Коррозионная система всегда состоит из трех компонентов — металла, среды и границы между ними. Воздействовать на коррозию можно по трем направлениям:

• • окружающая среда;
• • модификация свойств металла;
• • обработка поверхности металла.