Развитие науки о коррозии и защите
1.5. Развитие науки о коррозии и защите
Участие воздуха в окислении металла отметил еще М.В. Ломоносов в 1748 г. и доказал это в 1773г. француз А.Лавуазье, указав при этом на кислород. Но только в 1791г. Луиджи Гальвани - физик из Болоньи - опубликовал свои знаменитые электрохимические исследования. Лапка его лягушки, как первый электроизмерительный прибор, указала истинный путь к законам коррозии - от химии к электрохимии. Но тогда еще никто не догадывался, что именно гальваническая пара есть движущая сила коррозии.
Синьор Л.Гальвани, наверное, не знал, что в 1936 г. близ Багдада найдут несколько глиняных кувшинов высотой около 14 см, внутри которых находился медный цилиндр и проржавевший железный сердечник. Аналогичные сосуды были найдены в развалинах селения на берегу Тигра. Эти предметы были отнесены к периоду Римской империи 27 г.до н.э.- 395 г.н.э. Не являются ли найденные сосуды гальваническими элементами, которые, как предполагают, были использованы для электролитического золочения мелких предметов? Тогда как же быть с приоритетом Луиджи Гальвани ?
Выше уже упоминалось имя Хемфри Деви со своими достижениями по защите медных листов обшивки деревянных кораблей с помощью железа. Но античные строители судов об этом догадались много раньше. Для защиты от червей-древоточцев к деревянной доске с помощью медных гвоздей прикрепляли свинцовую пластину. Однако свинец вблизи гвоздя быстро разрушался, поскольку, как мы теперь понимаем, свинец по отношению к меди является анодом. И ими было найдено отличное решение: покрыть свинцом также и головки медных гвоздей. В результате этого гальваническая пара исчезла и ток коррозии прекратился.
Интуиция наших древних предков достойна уважения, но лишь систематические исследования позволяют формулировать фундаментальные законы. Именно Х.Деви в 1812 г. выдвинул гипотезу о связи между химическими превращениями и электрическим состоянием вещества: если веществу придать слабый отрицательный заряд, то химические изменения и, следовательно, коррозия будут предотвращены. О том, что металлы различаются электрическим потенциалом вдруг стало известно всем: в 1797 г. А.Вольта изобрел свой вольтов столб, в 1795 г. А.Гумбольдт обнаружил процесс электролиза, в 1798 г. Риттер заметил связь потенциала со склонностью металла к окислению. И это - сразу же после знаменитой публикации Л. Гальвани в 1791 г.
Х.Деви не только защитил ряд кораблей от морской коррозии, но и вырастил знаменитого Майкла Фарадея. Именно Фарадей в 1834 г. обнаружил количественную связь между массой растворившегося металла и величиной электрического тока. Вся современная теория электролиза пользуется числом Фарадея.
Затем в науке о коррозии наступил период затишья и лишь около 1890 г. знаменитый Томас Альва Эдисон попытался катодную защиту судов осуществить с помощью внешнего источника постоянного тока, однако в то время это было технически не рационально.
Вместе с этой лекцией читают "Неоавангардистская поэзия".
Начало эры катодной защиты можно довольно точно совместить с началом ХХ столетия. Действительно, в 1902 г. К.Коэн, затем в 1908 г. Х.Гепперт соорудили первые катодные станции для защиты трубопроводов. Но “отцом катодной защиты” американцы назвали Роберта Дж.Куна, который в 1928 г. построил первую установку катодной защиты на магистральном трубопроводе в Новом Орлеане. Р.Кун дважды знаменит: от него идет число -0,85 В - так называемый, минимальный защитный потенциал, являющийся современным критерием электрохимической защиты.
Знаменитых имен в теории коррозии и защиты настолько много, что перечислить их - большой труд. Но пусть запомнятся имена физика Нернста с теорией электродных и диффузионных потенциалов, Ю.Эванса с поляризационными диаграммами, М.Пурбэ с диаграммами состояния потенциал-рН, Тафеля со своим знаменитым уравнением, и многих других известных ученых и инженеров: Г.Улиг, В.фон Бэкман, Х.Кэше, Х.Клас, Ф.Тодт, Ф.Веннер, Э.Зунде, Р.де Броувер, М.Паркер, В.Швертфегер, Дж.Скалли, В.Плудек и т.д.
Отечественная наука знаменита такими именами как Г.Акимов, А.Фрумкин, Н.Томашов, И.Розенфельд, Я.Колотыркин, Ю. Михайловский, В.Красноярский, Э.Гутман, внесших вклад в теорию коррозии; В.Притула, В.Негреев, А.Спирин, В.Кальман, И.Ершов, М. Трифель, И.Францевич, Д.Авербух, В.Высоцкий - первопроходчики в практике катодной защиты; И.Стрижевский, В.Левин, М.Сурис, А. Марченко, К.Никольский, Е.Никитенко, В.Глазков, Н.Глазов, В. Котик - создатели норм и правил для практики электрохимической защиты; Б. Лорткипанидзе, Ю.Иоссель, В.Остапенко, В.Иванов, В. Лукович, В.Дмитриев, В.Ткаченко, Л.Разумов, О.Тозони - разработчики методов расчета электрохимической защиты, и много других известных имен с широким диапазоном деятельности, такие как Н. Жук, П.Акользин, Е.Люблинский, Л.Антропов, М.Фокин, Л. Цикерман, М.Тарнижевский, Л.Фрейман, А.Котельников, Д.Томлянович, Е.Дизенко, В.Новоселов, Н.Тесов, М.Першина, Б.Рейзин, Э. Финкельштейн, В.Притула, Г.Марквардт, Н.Сергеев, Г.Кленов, А.Гоник, М.Гетманский и т.д.
Итак, катодной защите почти 100 лет. Во всех странах без исключения - это признанный и обязательный метод защиты трубопроводов от коррозии. По национальному стандарту США все вновь строящиеся стальные подземные трубопроводы должны обеспечиваться электрохимической защитой. Катодную защиту применяют для резервуаров, различного типа аппаратов с агрессивными жидкостями, морских свай, шельфовых нефтяных установок, морских и речных судов, шлюзовых ворот и т.д.
В нашей стране находятся в эксплуатации десятки тысяч установок ЭХЗ. В настоящее время только в г. Волгограде работают 750 катодных станций, которые защищают 1100 км городских газопроводных сетей низкого и среднего давления.
Задача науки и практики сегодняшнего дня - не ослаблять темп борьбы с коррозией.2. Процессы электрохимической коррозии
