Курс общей химии. Мингулина, Масленникова, Коровин_1990 -446с (996867), страница 59

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 59)

Электрохнмнческая защита. Этот метод зашиты основан на торможении анодных нли катодных реакций коррозионного процесса. Электрохимическая защита осуществляется присоединением к защищаемой конструкции металла с более отрицательным значением электродного потенциала — протектора, а также катодной или анодной поляризацией за счет извне приложенного тока. Наиболее применима электрохимическая защита в коррозионных средах с хорошей ионной электрической проводимостью.

Катодная поляризация используется для зашиты от коррозии подземных трубопроводов, кабелей. Катодную защиту применяют также к шлюзовым воротам, подводным лодкам, водным резервуарам, морским трубопроводам и оборудованию химических заводов. Сущность катодной зашиты заключается в том, что защищаемое изделие подключается к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, поэтому оно становится катодом, а анодом служит вспомогательный, обычно стальной электрод. Вспомогательный электрод (анод) растворяется, на защищаемом сооружении (катоде) выделяется водород.

Если вспомогательный анод изготовлен из металла, имеющего более отрицательный потенциал, чем защищаемый металл, то возникает ззз гальванический элемент. При этом отпадает необходимость в наложении тока от внешнего источника. Анод растворяется со скоростью, достаточной для создания в системе необходимого электрического тока. Подобные вспомогательные электроды называют протекторами. Для их изготовления большей частью используют магний и его сплавы, цинк, алюминий. Разработана также защита металла от коррозии наложением анодной поляризации. Этот метод применим лишь к металлам и сплавам, способным легко пассивироваться при смещении их потенциала в положительную сторону.

Анодную зашиту применяют, например, для предотвращения коррозии нержавею1цих сталей в серной кислоте. Изменение свойств коррозионной среды. Для снижения агрессивности среды уменьшают концентрацию компонентов, опасных в коррозионном отношении. Например, в нейтральных средах коррозия обычно протекает с поглощением кислорода. Его удаляют деаэрацией (кипячение, барботаж интертного газа) или восстанавливают с помощью соответствующих восстановителей (сульфиты, гидразин и т. п.).

Агрессивность среды может уменьшаться также при снижении концентрации ионов Н+, т. е. повышении рН (подшелачивании). Для защиты от коррозии широко применяют ингибиторы. И н г и б и т о р о м называется вещество, при добавлении которого в среду, где находится металл, значительно уменьшается скорость коррозии металла. Ингибиторы применяют главным образом в системах, работающих с постоянным или мало обновляемым объемом раствора, например в некоторых химических аппаратах, системах охлаждения, парогенераторах и т.

п. Особенно большое применение находят замедлители в процессах травления металлов для удаления с поверхности окалины или ржавчины. По механизму своего действия на процесс электрохимической коррозии ингибиторы целесообразно разделить на анодные, катодные и экранируюшие, т. е. изолируюшие активную поверхность металла. По составу различают ингибиторы органические и неорганические. По условиям, в которых они применяются, их можно разделить на ингибиторы для растворов и летучие ингибиторы, дающие защитные эффект в условиях атмосферной коррозии. Так как эффективность действия ингибитора сильно зависит от рН сред, то можно разделить ингибиторы также на кислотные, шелочные и нейтральные.

Механизм действия значительного числа ингибиторов заключается в адсорбции ингибитора на корриднруюшей поверхности и последующем торможении катодных или анодных процессов. К анодным замедлителям нужно отнести замедлители окисляюшего действия, например нитрит натрия НаМОь дихромат натрия Ха~Сг~Оь Воздействие аиодных окислителей на анодный 239 процесс может привести к установлению пассивности, следовательно, к замедлению коррозии металла.

Катодные замедлители уменьшают скорость коррозии за счет снижения интенсивности катодного процесса или сокращения площади катодных участков. К катодным ингибиторам относятся органические вещества, содержащие азот, серу и кислород, например диэтиламин, уротропин, формальдегид, тиокрезол. В последние годы широко применяют летучие парофазные ингибиторы. Их используют для защиты машин, аппаратов и других металлических изделий во время их эксплуатации в воздушной атмосфере, при перевозке и хранении. Летучие ингибиторы вводятся в. контейнеры, в упаковочные материалы или помещаются в непосредственной близости от рабочего агрегата. Благодаря достаточно высокому давлению паров летучие ингибиторы достигают границы раздела металл — воздух и растворяются в пленке влаги, покрывающей металл.

Далее они адсорбируются на поверхности металла. В качестве летучих ингибиторов используются обычно амины с небольшой молекулярной массой, в которые вводятся группы МОз или СОз. рациональное конструирование изделий должно исключать наличие или сокращать число и размеры особо опасных с точки зрения коррозии участков в изделиях или конструкциях (сварных швов, узких щелей, контактов разнородных по электродным потенциалам металлов и др.), а также предусматривать специальную защиту металла этих участков от коррозии. Защита от коррозии блуждающйми токами.

Токи, ответвляющиеся от своего основного пути, называются блуждающими. Источниками блуждающих токов могут быть различные системы и устройства, работающие на постоянном токе, например железнодорожные пути электропоездов, заземления постоянного тока, установки для электросварки, электролизные ванны, системы катодной защиты и т. д. Коррозия металлов под влиянием электрического тока от внешнего источника называется электрокоррозией. В качестве примера рассмотрим электрокоррозию подземного трубопровода во влажной почве. Схема возникновения блуждающего тока от трамвайной линии, где стальные рельсы используются для возвращения тока к генераторной станции, показана на рис.

УИ!.4. Вследствие плохого контакта между рельсами и недостаточной изоляции рельсов от земли часть возвращающегося тока ответвляется во влажную почву, особенно при наличии здесь путей с низким электросопротивлением, таких, как подземные трубопроводы для газа или воды. Главный поток электронов, посылаемых генератором постоянного тока (Г), поступает на рельсы. В зоне К, возникает ответвление части тока из-за высокого омического сопротивления на стыке.

Этот участок рельса становится катодом по отношению к близко расположенному участку трубопровода. Ответвившиеся на этом участке (зона К~) электроны связываются молекулами Оь находящимися во влажной поч- /Гоппхолпхпахй про0ой ве (или ионами Н+ в достаточно кислых почвах). Одновременно с поверхности трубы в зоне А, во влажную почву переходят катионы железа. Этот участок трубопровода становится анодом и разруша- Грпба ется. Рис.

И11Я. Схема коррозии блуждаю. Далее электрический ток (после прохождения по трубе) возвращается в каком-либо участке рельса, причем катодом (Кз) будет теперь новый участок трубопровода, а анодом (Аз) — новый участок рельса. На участке Аз рельсы растворяются, а на участке Кх — восстанавливаются молекулы кислорода или ионы водорода почвы. При этом указанный поток пополняется точно таким же числом электронов, какое он потерял при своем разветвлении. Нами приведена лишь упрощенная схема. В действительности процессы протекают сложнее.

Коррозию блуждающими токами может, например, вызвать установленный на берегу дизель-генератор для сварки, соединенный заземленными проводами постоянного тока с находящимся в ремонте кораблем. Серьезные разрушения металла корпуса корабля могут возникать под воздействием той части тока, которая возвращается от сварочных электродов к береговой установке через корпус корабля и воду. В этом случае предпочтительнее устанавливать генератор на борту корабля и питать его переменным током, так как утечка в землю последнего вызывает менее сильную коррозию. При низких плотностях блуждающего тока коррозия вследствие работы локальных микроэлементов протекает одновременно с коррозией блуждающими токами. При высоких плотностях тока в некоторых средах может начаться выделение кислорода. Борьба с коррозией блуждающими токами заключается прежде всего в их уменьшении.

Характеристики

Список файлов книги