Методы защиты стали от коррозии
Методы защиты стали от коррозии.
В свежеприготовленном бетоне металлическая арматура уже находится в защищенном состоянии, т.к. сталь пассивированна. В цементном камне уровень рН поддерживается на уровне 10-14 ед., благодаря непрерывным процессам твердения непрореагировавшего цементного клинкера (при твердении которого выделяется Са(ОН)2). В этих условиях катодная реакция
О2+2Н2О + 4е = 4ОН–
«работает» против внешних условий, поставляя гидроксил-ион, благодаря чему константа реакции смещена влево. Катодный процесс испытывает также затруднения диффузионного характера, связанные с подводом кислорода к контактной зоне. Затруднения катодных процессов приводит к замедлению растворения железа. Однако такая ситуация сохраняется лишь при условии сохранения целостности цементного камня и отсутствия корродирующих воздействий.
При появлении проникающих трещин рН внутрипоровой жидкости, как правило, снижается, параллельно облегчается массоперенос кислорода. Все это сопровождается активизацией катодной реакции восстановления кислорода и растворения железа.
Анодная защита.
Для защиты металлоконструкций используют протекторную защиту (протекторы). Как правило, используют анодную защиту, имеющую различные схемы исполнения. Наиболее распространенная схема – покрытие черного металла защитным слоем более электроотрицательного металла (алюминий, цинк), имеющим, как правило, собственную оксидную пленку, устойчивую к действию агрессивной среды. Даже при нарушении целостности слоя анодного металла, последний продолжает выполнять роль анода и активно растворяется. Защитное действие продолжается вплоть до полного растворения анодного металла.
Другой схемой исполнения анодной защиты заключается в подключении к металлической конструкции протектора из анодного металла и помещенного в ту же среду, что и основная конструкция. Достоинством этого метода является значительное взаимоудаление электродов (конструкция – катод, протектор – анод), возможность замены протектора. Однако при этом должен соблюдаться электролитический контакт протектора и конструкции, для чего протектор должен находиться по возможности ближе к основной конструкции.
Катодная защита.
Рекомендуемые материалы
Это также протекторная защита и заключается в подсоединении конструкции к отрицательному полюсу постоянного источника тока, одновременно подключая протектор к положительному полюсу того же источника. Протектором может служить металл того же рода, что и основная конструкция. Однако, как и в случае анодной защиты, необходимо соблюдение электролитического контакта конструкции и протектора.
В случае, когда анод и катод состоят из одного и того же металла, говорят о поляризации электродов. Поляризация электрода - явление изменения потенциала электрода под действием проходящего тока. В случае катодной защиты металл основной конструкции получает более высокий потенциал, т.е. ведет себя как катод – это катодная поляризация, потенциал протектора при этом снижается, благодаря чему металл протектора ведет себя как анод – анодная поляризация.
Использование ингибиторов коррозии.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - Система методов управления.
Ингибиторы коррозии – химические соединения или их композиций, присутствие который в небольших количествах в агрессивной среде замедляет коррозию металлов. Защитное действие обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции или образования с ионами металла труднорастворимых соединений, которые образуют на поверхности защитную пленку.
Замедление коррозии происходит из-за уменьшения площади активной поверхности металла и изменения энергии активации электродных реакций Защитное действие ингибитора количественно оценивается коэффициентом торможения g=j0/jин,
где j0- и jин- скорости коррозии в исходной и ингибированной среде соответственно.
Различают анодные, катодные и смешанные ингибиторы, тормозящие соответственно анодные, катодные и оба процесса одновременно, ингибиторы кислотные, щелочные и нейтральные, предназначенные для работы в средах с соответствующим рН.
К эффективным ингибиторам коррозии арматуры относятся соли азотистой кислоты – нитриты (обычно – нитрит натрия, кальция), нитраты и их смеси – нитрит-нитраты кальция, хроматы щелочных металлов. Эти ингибиторы формируют на поверхности стали пленки из труднорастворимых железных комплексов, затрудняющих анодное растворение металла. Повышается анодная поляризуемость металла, данный ингибитор относится к классу анодного поляризатора.
В то же время ионы хлора являются деполяризаторами – они облегчают анодную ионизацию металла, в связи с чем применение хлорсодержащих добавок в бетоны ограничено или допустимо лишь при параллельном использовании ингибиторов.
