Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

Будівельні матеріали


Книги з будівництва та ремонту

 

МЕТАЛЕВІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ

Корозія металів і способи захисту від неї

 

 

Корозія - процес хімічного або електрохімічного руйнування металів під дією навколишнього середовища. Встановлено, що від корозії щорічно втрачається безповоротно близько 10 % вироблених металів, т. тобто річна продукція великого металургійного заводу.

У процесі хімічного руйнування на поверхні металу утворюється плівка з продуктів корозії, зазвичай оксидів. В деяких випадках ця плівка може захищати лежить під нею метал від подальшої корозії. Порівняно щільні плівки утворюються оксиди на поверхні алюмінію, свинцю, олова, нікелю, хрому. При окисленні заліза в сухому повітрі або в атмосфері сухого кисню утвориться також досить щільна плівка, але вона по мірі зростання розтріскується і відшаровується від металу. Найчастіше хімічна корозія відбувається в середовищі сухих газів при високій температурі (металева арматура печей, клапани двигунів, лопатки газових турбін тощо) або в рідинах неэлектролитов (окислення металу в спирті, бензині, нафти, мазут тощо).

При електрохімічній корозії метал руйнується внаслідок його розчинення в рідкому середовищі, яка є електролітом. Сутність процесу електрохімічної корозії полягає в тому, що атоми, знаходяться у вузлах кристалічної решітки металу, при контакті з розчином електроліту переходять у розчин у формі іонів, залишаючи еквівалентне кількість електронів у металі. Перехід атомів металу в іони і розчинення їх у рідкому електроліті визначається величиною електродного нормального потенціалу. Він характеризує те напруга електричного струму, яке треба додати до межі розділу твердого металу з рідким електролітом, щоб перешкодити переходу іона металу в розчин. Чим отрицательнее нормальний електродний потенціал, тим більш різко виражене прагнення металу до розчинення в електролітах (наприклад, свинець розчиняється значно повільніше, ніж залізо). Даний вид корозії може також виникнути при контакті двох різнорідних металів у присутності електроліту, коли між цими металами виникає гальванічний струм. В гальванічній парі будь-яких двох металів буде розчинятися той метал, який має більш негативним електродним потенціалом. Наприклад, залізо має більш низький негативний електродний потенціал, ніж цинк, і більш високий, ніж мідь. Отже, при контакті заліза з цинком буде руйнуватися цинк, а при контакті заліза з міддю - залізо. Гальванічні пари при корозії утворюються не тільки між окремими ділянками контактуючих металів, але також і між мікроскопічно малими кристаликами одного і того ж сплаву, якщо вони розрізняються за хімічним складом і фізичними властивостями. В результаті виникає корозійне руйнування, яке може проникнути дуже глибоко і йти по границях розділу зерен (межкристаллическая корозія). Наприклад, в перліті ферит більш электроотрицателен, ніж цементит, він і буде руйнуватися відповідних умовах.

 

 

Таким чином, електрохімічна корозія - це руйнування сплаву, що супроводжується появою електричного струму в результаті роботи безлічі микрогальванических елементів на кородуючої поверхні металу.

На швидкість розчинення металу в електроліті впливають домішки, способи обробки металу, концентрація електролітів. Метал, знаходиться під навантаженням, кородує значно швидше ненавантаженого, так як порушується цілісність захисної плівки і утворюються мікротріщини (корозійне розтріскування). Руйнування металу одночасним впливом знакозмінних навантажень і корозійного середовища називають корозійної втомою.

Залежно від характеру навколишнього середовища електрохімічна корозія може бути підводного, атмосферної, ґрунтової, викликаної блукаючими струмами. Електрохімічна корозія металів у воді обумовлюється присутністю в ній розчиненого кисню. При атмосферній корозії електролітом служить тонка плівка вологи, сам же процес корозії нічим не відрізняється від корозії у воді.

В результаті корозії сталі на її поверхні з'являється суміш різних гідратованих оксидів заліза, мають склад «FeO-pH2O+mFe2O3-<?H2O (іржа).

Активному протіканню процесу корозії сприяє вуглекислий і в особливості сірчистий газ, хлористий водень, різні солі.

Захист від корозії слід починати з правильного підбору хімічного складу і структури металу. При конструюванні необхідно уникати форм, що сприяють затримці вологи. Для захисту металу від корозії застосовують різні способи.

 Легування сталі підвищує її антикорозійні властивості. Наприклад, досконалу стійкість до атмосферної корозії показують нержавіючі леговані сталі, що містять у великій кількості хром, який, утворюючи на поверхні оксидні плівки, призводить сталь пасивне стан. Істотно підвищується (в 1,5...3 рази) корозійна стійкість будівельних сталей при введенні до їх складу міді (0,2...0,5 %). Підвищеної стійкості проти корозії нержавіючих сталей сприяють також їх однорідність і невеликий вміст шкідливих домішок.

Захисні покриття являють собою плівки (металеві, оксидні, лакофарбові тощо).

 Металеві покриття бувають двох типів - анодні і катодні. Для анодного покриття використовують метали, що володіють більше негативним електродним потенціалом, ніж основний метал (наприклад, цинк, хром). Для катодного покриття вибирають метали, що мають менший негативний значення електродного потенціалу, ніж основний метал (мідь, олово, свинець, нікель та ін). Металеві покриття наносять гарячим методом, гальванічним і металізацією.

При гарячому методі покриття вироби занурюють у ванну з розплавленим захисним металом, температура якого нижче, ніж температура плавлення вироби (цинк, олово, свинець).

Гальванічний метод захисту полягає в тому, що на поверхні виробу шляхом електролітичного осадження з розчинів солей створюється тонкий шар металу, що захищається. Покрываемое виріб при цьому служить катодом, а осаджений метал - анодом.

Металізація - покриття поверхні деталі розплавленим металом, розпорошеним стисненим повітрям. Перевагою цього методи захисту металу є те, що покривати розплавом можна вже зібрані конструкції. Недолік полягає в тому, що виходить шорстка поверхня.

Металеві покриття можна наносити також за допомогою дифузії металу покриття в основний метал - алітування, силіцированіє, хромування (див. с. 316), а також способом планування, тобто накладання на основний метал тонкого захисного шару металу (біметал) і його зарепления шляхом гарячого прокатування (наприклад, залізо - мідний сплав, дюралюміній - чистий алюміній).

Оксидування - захист оксидними плівками. Для цього природну оксидну плівку, завжди наявну на металі, роблять більш міцної шляхом обробки сильним окислювачем, наприклад концентрованою азотною кислотою, розчинами марганцевої або хромової кислот та їх солей. Приватним випадком оксидування є вороніння сталь. У цьому випадку на поверхні також утворюється оксидна плівка, але більш складними прийомами, пов'язаними з багаторазовою термічною обробкою при температурі ЗО0...40О°С у присутності деревного вугілля.

 Фосфатування полягає в отриманні на виробі поверхневої плівки з нерозчинних солей заліза або марганцю в результаті занурення металу в гарячі розчини кислих фосфатів заліза або марганцю.

Лакофарбові покриття засновані на механічній захисту металу плівкою з різних фарб та лаків. Ванни, раковини, декоративні вироби для захисту від корозії покривають емаллю, тобто наплавляють на метал при температурі 750...800°С різні комбінації силікатів.

При тимчасового захисту металевих виробів від корозії (транспортуванні, складуванні) використовують для покриття металу висихають масла (технічний вазелін, лак этиноль), а також інгібітори, т. тобто речовини, що уповільнюють перебіг реакції (нітрит натрію з вуглекислим амонієм, з уротропіном, інгібітор ву папір і ін).

 

Зміст книги: «Будматеріали»

 

Дивіться також:

 

  Довідник домашнього майстра Будинок своїми руками Будівництво будинку Домашньому майстрові Гідроізоляція

 

Будівельні матеріали

 

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

А. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Б. ВЛАСТИВОСТІ ВІДНОШЕННЮ ДО ДІЇ ВОДИ І РОЗЧИНІВ

Ст. ВЛАСТИВОСТІ ВІДНОШЕННЮ ДО ДІЇ ТЕПЛА

Р. МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

ПРИРОДНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ

Б. ПОРОДОУТВОРЮЮЧІ МІНЕРАЛИ

Ст. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З ВИВЕРЖЕНИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Р. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З ОСАДОВИХ ГІРСЬКИХ ПОРІД

Д. КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ З МЕТАМОРФІЧНИХ ПОРІД

Тобто РОЗРОБКА РОДОВИЩ І ОБРОБКА КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ

3. ВИДИ ПРИРОДНИХ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ ТА ЗАСТОСУВАННЯ ЇХ В БУДІВНИЦТВІ

В. ЗАХИСТ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ

К. ЗНАЧЕННЯ КАМ'ЯНИХ МАТЕРІАЛІВ В БУДІВНИЦТВІ

 КЕРАМІЧНІ ВИРОБИ

Б. СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Ст. ГЛАЗУРІ І АНГОБИ

Р. КЛАСИФІКАЦІЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Д. ВИРОБНИЦТВО, ВЛАСТИВОСТІ І ЗАСТОСУВАННЯ КЕРАМІЧНИХ ВИРОБІВ

Е. ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ ВИРОБНИЦТВА КЕРАМІЧНИХ БУДІВЕЛЬНИХ ВИРОБІ

В'ЯЖУЧІ. КЛАСИФІКАЦІЯ В'ЯЖУЧИХ РЕЧОВИН

А. ПОВІТРЯНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

Б. ГІДРАВЛІЧНІ В'ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

БЕТОНИ

БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ

 ЗАЛІЗОБЕТОННІ ВИРОБИ

Б. ВИРОБНИЦТВО ЗАЛІЗОБЕТОННИХ ВИРОБІВ

  ШТУЧНІ КАМ'ЯНІ МАТЕРІАЛИ І ВИРОБИ НА ОСНОВІ НЕОРГАНІЧНИХ (МІНЕРАЛЬНИХ) В'ЯЖУЧИХ

Б. ВИРОБИ НА ОСНОВІ ВАПНА

Ст. І МАТЕРІАЛИ ВИРОБИ НА МАГНЕЗІАЛЬНИХ В'ЯЖУЧИХ

 МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ З МІНЕРАЛЬНИХ РОЗПЛАВІВ

 ЛІСОВІ МАТЕРІАЛИ

Б. ФІЗИЧНІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДЕРЕВИНИ

Ст. ВАДИ ДЕРЕВИНИ

ффф