2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29
Tradicionalne metode zaštite metala od korozije sve je manje vjerojatno da će zadovoljiti tehničke zahtjeve koji se odnose na svojstva izvedbe kritičnih struktura i materijala. Noseće grede u kućnim okvirima, cjevovodima i metalnim oblogama ne mogu samo bez mehaničke zaštite od hrđe kada je riječ o dugotrajnoj uporabi proizvoda. Učinkovitiji pristup zaštiti od korozije je elektrokemijska metoda, a posebno pasivacija. Ovo je jedan od načina korištenja aktivnih otopina koje stvaraju zaštitni i izolacijski film na površini obratka.
Pregled tehnologije
Pasivaciju treba shvatiti kao proces formiranja tankog filma na metalnoj površini, čija strukturakarakterizira visoka otpornost. Štoviše, funkcije ovog premaza mogu biti različite - na primjer, u elektrolitima baterija, ne samo da produžuje vijek trajanja elektroda, već i smanjuje intenzitet samopražnjenja. Sa stajališta zaštite od korozije, pasivizacija je način povećanja otpornosti materijala na agresivno okruženje koje izaziva razvoj hrđe. Isti mehanizam stvaranja zaštitno-izolacijskog premaza može biti različit. Elektrokemijske i kemijske metode su bitno različite, ali u oba slučaja konačni rezultat bit će prijelaz vanjske strukture obratka u kemijski neaktivno stanje.
Načelo elektrokemijske zaštite od korozije
Ključni čimbenik u elektrokemijskoj pasivaciji je učinak vanjske struje na ciljnu površinu. U trenutku prolaska katodne struje kroz korodirajuću metalnu strukturu, njen potencijal se mijenja u negativnom smjeru, što također mijenja prirodu procesa ionizacije molekula obratka. U uvjetima anodnog izlaganja sa strane vanjskog polarizatora (tipično za kisele medije), može biti potrebno povećanje struje. To je potrebno za potiskivanje polarizatora i nakon toga postizanje potpune zaštite od korozije. Međutim, povećanom pasivizacijom površine zbog vanjske struje povećava se oslobađanje vodika, što dovodi do hidrogenacije metala. Kao rezultat, počinje proces otapanja vodika u metalnoj strukturi, nakon čega slijedi pogoršanje fizičkih svojstava obratka.
Katodanačin zaštite
Ovo je vrsta elektrokemijske antikorozivne izolacije koja koristi tehniku primjene katodne struje. Ali ova se metoda može provesti na različite načine. Na primjer, u nekim slučajevima u proizvodnji, dovoljan pomak potencijala osigurava se spajanjem dijela na vanjski izvor struje kao katode. Anoda je inertna pomoćna elektroda. Ova metoda obavlja pasivizaciju šavova nakon zavarivanja, štiti metalne platforme bušaćih konstrukcija i podzemnih cjevovoda. Prednosti metode katodne pasivizacije uključuju učinkovitost u suzbijanju različitih vrsta korozivnih procesa.
Osim općeg oštećenja od hrđe, sprječava se pitting i intergranularna korozija. Također se prakticiraju takve metode katodnog elektrokemijskog djelovanja kao što su zaštitna i galvanska. Glavna značajka ovih pristupa je korištenje elektronegativnijeg metala kao polarizatora. Ovaj element je u kontaktu sa zaštićenim proizvodom i djeluje kao anoda, uništavajući se tijekom rada. Slične metode se obično koriste kod izolacije malih objekata, dijelova zgrada i građevina.
Metoda zaštite anode
Kod anodne izolacije metalnih dijelova potencijal se pomiče u pozitivnom smjeru, što također doprinosi otpornosti površine na procese korozije. Dio energije primijenjene anodne struje troši se na ionizaciju metalamolekule, a drugi dio - za suzbijanje katodne reakcije.
Među negativnim čimbenicima ovog pristupa je visoka stopa otapanja metala, koja je neusporediva sa brzinom smanjenja korozivne reakcije. S druge strane, mnogo će ovisiti o metalu na koji se primjenjuje pasivizacija. To mogu biti i materijali koji se aktivno otapaju i dijelovi s nepotpunim elektroničkim slojevima, čija struktura u pasivnom stanju također doprinosi reakcijama kočenja i razaranja. Ali u svakom slučaju, za postizanje značajnog učinka antikorozivne zaštite potrebna je upotreba velikih anodnih struja.
S ove točke gledišta, ovu metodu nije preporučljivo koristiti za kratkotrajno održavanje izolacije, međutim, niski troškovi energije za održavanje superponirane struje u potpunosti opravdavaju anodnu pasivizaciju. Usput, formirani sustav zaštite u budućnosti zahtijeva snagu struje od samo 10-3 A/m2.
Upotreba kemijskih inhibitora
Alternativni tehnološki pristup povećanju otpornosti metala pri radu u agresivnom okruženju. Inhibitori osiguravaju kemijsku pasivizaciju, koja smanjuje intenzitet otapanja metala i, u različitim stupnjevima, eliminira štetne učinke oštećenja od korozije.
Sama po sebi, inhibitor je, u određenom smislu, analog superponirane struje, ali s kemijskim ili elektrokemijskim kombiniranim djelovanjem. Organske i anorganske tvari djeluju kao aktivatori zaštitnog filma, a češće -posebno odabrani kompleksni spojevi. Unošenje inhibitora u agresivnu okolinu uzrokuje promjene u strukturi metalne površine, utječući na kinetičke reakcije elektrode.
Učinkovitost zaštite ovisit će o vrsti metala, vanjskim uvjetima i trajanju cijelog procesa. Dakle, dugoročno će pasivizacija nehrđajućeg čelika zahtijevati više energetskih resursa za suprotstavljanje agresivnom okruženju nego u slučaju mjedi ili željeza. Ali mehanizam djelovanja samog inhibitora i dalje će igrati ključnu ulogu.
Inhibitori-pasivatori
Aktivnu zaštitu od korozije prema principima formiranja pasivne otpornosti mogu formirati različiti inhibitori. Stoga se široko koriste adsorpcijski spojevi u obliku aniona, kationa i neutralnih molekula, koji mogu imati kemijski i elektrostatički učinak na metalnu površinu. To su univerzalna sredstva antikorozivne zaštite, ali njihov učinak je smanjen u sredinama gdje dominira polarizacija kisika. Na primjer, za pasivizaciju nehrđajućeg čelika mora se koristiti poseban inhibitor s oksidacijskim svojstvima. To uključuje molibdate, nitrite i kromate, koji stvaraju oksidni film s pozitivnim polarizacijskim pomakom dovoljnim za oslobađanje molekula kisika. Na površini metala dolazi do kemisorpcije nastalih atoma kisika, blokirajući najaktivnija područja premaza i stvarajući dodatni potencijal za usporavanje reakcije otapanja metalne strukture.
Upotreba pasivizacije u zaštiti poluvodiča
Rad poluvodičkih elemenata pod visokim naponom zahtijeva poseban pristup zaštiti od korozije. U odnosu na takve slučajeve, pasivizacija metala se izražava u kružnoj izolaciji aktivnog područja dijela. Električna rubna zaštita se formira pomoću dioda i bipolarnih tranzistora. Planarna pasivizacija uključuje stvaranje zaštitnog prstena, kao i oblaganje kristalne površine staklom. Druga metoda pasivizacije mesa uključuje formiranje utora kako bi se povećala najveća dopuštena razina naprezanja na površini strukturalnog metalnog kristala.
Modifikacija antikorozivne folije
Prevlaka nastala kao rezultat pasivacije omogućuje razna dodatna pojačanja. To može biti oplata, kromiranje, bojanje i stvaranje konzervatorskog filma. Koriste se i metode pomoćnog ojačanja antikorozivne zaštite kao takve. Za premaze cinka razvijaju se posebna rješenja na bazi polimernih i kromnih komponenti. Za običnu pocinčanu kantu mogu se koristiti nereaktivni aditivi za ispiranje.
Zaključak
Korozija je destruktivni proces koji se može manifestirati na različite načine, ali u svakom slučaju pridonosi pogoršanju određenih operativnih svojstava metala. Moguće je na različite načine isključiti pojavu ovakvih procesa, kao i korištenje plemenitih metala koji se odlikuju početno smanjenimosjetljivost na hrđu. Međutim, zbog određenih financijskih i tehnoloških razloga, upotreba standardne antikorozivne zaštite ili uporaba metala s visokom otpornošću na koroziju nije uvijek moguća.
Optimalno rješenje u ovakvim slučajevima je pasivacija - relativno je pristupačna i učinkovita metoda zaštite metala raznih vrsta. Prema nekim izračunima, jedna elektroda s pravilno odabranim inhibitorom može biti dovoljna da zaštiti od korozije 8-kilometarski podzemni cjevovod. Što se tiče nedostataka, oni su izraženi u tehničkoj složenosti korištenja metoda elektrokemijske pasivizacije u načelu.
Preporučeni:
Zaštita gaznoga sloja od korozije. Glavni načini zaštite cjevovoda od korozije
Zaštitna zaštita od korozije je univerzalno rješenje kada je potrebno povećati otpornost metalnih površina na vlagu i druge vanjske čimbenike
Ružičasta korozija: uzroci. Metode zaštite metala od korozije
Tijekom rada metalnih proizvoda izloženi su raznim vrstama destruktivnih učinaka, među kojima se kao najopasnija i nepredvidiva ističe pitting korozija
Inhibitori korozije. Metode zaštite od korozije
Svake godine se oko četvrtina svih metala proizvedenih u svijetu izgubi zbog razvoja i pojave korozivnih procesa. Troškovi povezani s popravkom i zamjenom opreme i komunikacija kemijske industrije često su višestruko veći od troškova materijala potrebnih za njihovu proizvodnju
Što je kalajisanje? Metode zaštite metala od korozije
Kositar se naširoko koristi u industrijama kao što su zrakoplovstvo, radiotehnika i elektrotehnika. Ovom procesu su podvrgnuti i proizvodi koji se koriste za kuhanje i skladištenje hrane. Što je kalajisanje, za što se koristi i kako se ova operacija ispravno izvodi, a razmotrit ćemo u ovom članku
Učinkovite metode zaštite plinovoda od korozije
Zaštita plinovoda od korozije: učinkovite metode, značajke, posebne kompozicije, fotografije. Aktivna i pasivna zaštita plinovoda od korozije: vrste, tehnika obrade, trajanje djelovanja. Kako zaštititi podzemne plinovode od korozije?
