Для начала стоит познакомиться с природой «злодейки».
Типы коррозии:
- атмосферная;
- электрохимическая;
- химическая.
Последняя получила еще одно название — «газовая». И неспроста, так как в ее возникновении «повинны» сероводород, кислород и другие газы, а в присутствии воды нет никакой необходимости.
Зато атмосферная коррозия протекает при самой «обычной» температуре, но обязательно — при наличии влаги. Кислород растворяется в пленке, последняя обволакивает поверхность металла — образуются оксиды. Теперь пленка становится «оксидной». В некоторых случаях процесс на этом и завершается: если пленка плотная, окисление не продвигается дальше. Такое свойство металлов широко используется.
На воздухе устойчивы:
- никель Ni;
- хром Cr;
- алюминий Al;
- олово Sn;
- цинк Zn;
- титан Ti;
- свинец Pb.
Однако самый распространенный в промышленности металл — железо, быстро ржавеет, когда воздух вокруг него сырой:
4Fe + 3O2 + 6H2 O = 4Fe (OH)3
Когда металлы вступают в контакт в растворе электролита, говорят об «электрохимической» коррозии.
Механизм ее возникновения прост. В чистом виде металлы не встречаются, все они содержат различные примеси. Кроме того, в сплавах изначально предусмотрено наличие нескольких металлов. И вода на поверхности изделия (когда растворяет углекислый газ плюс другие газы) превращается в электролит. Так в большом количестве создаются гальванические пары. Электроны движутся к менее активному металлу от более активного, и на поверхности первого идет процесс восстановления водорода. В то время как активный металл подвергается окислению. Так электрохимические процессы способствуют неуклонному разрушению и металлов, и их сплавов.
Насколько быстро будет происходить коррозия, зависит от множества факторов.
В частности:
- насколько много в воздухе влаги;
- природы самого металла;
- природы окислителя;
- процента содержания примесей;
- концентрации окислителя.
Коррозия может не внушать серьезных опасений, когда влажность воздуха составляет меньше 67% (ее именуют «критической»).
Напрямую же скорость разрушения металлов зависит от их разности электрических потенциалов. То есть чем больше между ними расстояние в ряду напряжения металлов (электрохимическом), тем коррозия идет быстрее.
Защита металлов от разрушения всегда была одной из главных задач в технике.
Способы предотвратить (или хотя бы замедлить) коррозию металлов:
1. Воздействие на внешнюю среду. Применим в случае, когда металлические детали погружены емкость с жидкостью: либо к раствору добавляются «ингибиторы» — вещества, которые замедляют коррозию; либо из жидкости удаляют растворенный кислород (деаэрация).
2. Электрохимический метод защиты:
- С целью нейтрализации тока, способствующего разрушению изделия, в противоположном направлении пропускается постоянный ток.
- На месте соединения «разномастных» металлов делаются заклепки из более активного металла.
- Цинк, сплавы с магнием используются для изготовления «протекторов» — больших листов, которые защищают сталь (протекторный метод).Реклама
3. Изготовление сплавов, стойких к коррозии. Примером может служить целый ряд нержавеющих сталей: до 9% никеля и 17% хрома.
4. Защита всевозможными покрытиями (самый распространенный):
- Изделия с помощью специальной обработки «укутывают» солевыми или защитными оксидными пленками (алюминий; сталь — в составе имеются фосфаты).
- Предметы, детали, конструкции из металла, подверженного коррозии, «накрывают» слоем металлов, которые стойко противостоят разрушительному воздействию влаги (олово, никель, цинк, алюминий, хром, кадмий).
- Идут в ход различные «неметаллические» материалы (в том числе — лакокрасочные): эмали, лаки, смолы, краски, фенолоформальдегидные.
Несмотря на то что коррозии подвержены, конечно, и керамика, дерево, полимеры, именно «разъедание» металлов приносит ежегодно весьма ощутимый экономический ущерб. Поэтому борьбе с ней уделяется такое большое внимание ученых во всем мире.