2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20
Tradicionalne metode zaštite metala od korozije imaju sve manje šanse da zadovolje tehničke zahtjeve koji se odnose na karakteristike performansi kritičnih struktura i materijala. Noseće grede u okvirima kuća, cjevovodima i metalnim oblogama ne mogu samo bez mehaničke zaštite od hrđe kada je riječ o dugotrajnoj upotrebi proizvoda. Efikasniji pristup zaštiti od korozije je elektrohemijska metoda i posebno pasivacija. Ovo je jedan od načina korištenja aktivnih otopina koje formiraju zaštitni i izolacijski film na površini radnog komada.
Pregled tehnologije
Pasivaciju treba shvatiti kao proces formiranja tankog filma na metalnoj površini, čija strukturakarakteriše visoka otpornost. Štoviše, funkcije ovog premaza mogu biti različite - na primjer, u elektrolitima baterija, ne samo da produžuje vijek trajanja elektroda, već i smanjuje intenzitet samopražnjenja. Sa stanovišta zaštite od korozije, pasivizacija je način povećanja otpornosti materijala na agresivno okruženje koje izaziva razvoj rđe. Isti mehanizam formiranja zaštitno-izolacionog premaza može biti različit. Elektrohemijske i hemijske metode su fundamentalno različite, ali u oba slučaja, konačni rezultat će biti prelazak vanjske strukture radnog komada u hemijski neaktivno stanje.
Princip elektrohemijske zaštite od korozije
Ključni faktor u elektrohemijskoj pasivaciji je efekat spoljašnje struje na površinu cilja. U trenutku prolaska katodne struje kroz korodirajuću metalnu strukturu, njen potencijal se mijenja u negativnom smjeru, što također mijenja prirodu procesa jonizacije molekula obratka. U uvjetima anodnog izlaganja sa strane vanjskog polarizatora (tipično za kisele medije), može biti potrebno povećanje struje. Ovo je neophodno da bi se potisnuo polarizator i nakon toga postigla potpuna zaštita od korozije. Međutim, sa povećanom pasivizacijom površine zbog vanjske struje povećava se oslobađanje vodonika, što dovodi do hidrogenacije metala. Kao rezultat, počinje proces rastvaranja vodika u metalnoj strukturi, nakon čega slijedi pogoršanje fizičkih svojstava obratka.
Cathodenačin zaštite
Ovo je vrsta elektrohemijske antikorozivne izolacije koja koristi tehniku primjene katodne struje. Ali ova metoda se može implementirati na različite načine. Na primjer, u nekim slučajevima u proizvodnji, dovoljan potencijalni pomak se osigurava spajanjem dijela na vanjski izvor struje kao katode. Anoda je inertna pomoćna elektroda. Ova metoda vrši pasivizaciju šavova nakon zavarivanja, štiti metalne platforme bušaćih konstrukcija i podzemnih cjevovoda. Prednosti metode katodne pasivacije uključuju efikasnost u suzbijanju različitih vrsta korozivnih procesa.
Pored općeg oštećenja od rđe, sprječava se pitting i intergranularna korozija. Primjenjuju se i metode katodnog elektrohemijskog djelovanja kao što su zaštitna i galvanska. Glavna karakteristika ovih pristupa je upotreba elektronegativnijeg metala kao polarizatora. Ovaj element je u kontaktu sa zaštićenim proizvodom i djeluje kao anoda, uništavajući se tokom rada. Slične metode se obično koriste kod izolacije malih objekata, dijelova zgrada i konstrukcija.
Način anodne zaštite
Kod anodne izolacije metalnih delova potencijal se pomera u pozitivnom smeru, što takođe doprinosi otpornosti površine na procese korozije. Dio energije primijenjene anodne struje troši se na ionizaciju metalamolekule, a drugi dio - za suzbijanje katodne reakcije.
Među negativnim faktorima ovog pristupa je visoka stopa rastvaranja metala, koja je neuporediva sa brzinom smanjenja korozivne reakcije. S druge strane, mnogo će ovisiti o metalu na koji se primjenjuje pasivizacija. To mogu biti i materijali koji se aktivno rastvaraju i dijelovi s nekompletnim elektronskim slojevima, čija struktura u pasivnom stanju također doprinosi reakcijama kočenja i razaranja. Ali u svakom slučaju, da bi se postigao značajan efekat antikorozivne zaštite, potrebna je upotreba velikih anodnih struja.
Sa ove tačke gledišta, ovu metodu nije preporučljivo koristiti za kratkotrajno održavanje izolacije, međutim, niski troškovi energije za održavanje superponirane struje u potpunosti opravdavaju anodnu pasivizaciju. Inače, formirani sistem zaštite u budućnosti zahteva jačinu struje od samo 10-3 A/m2.
Upotreba hemijskih inhibitora
Alternativni tehnološki pristup za povećanje otpornosti metala pri radu u agresivnom okruženju. Inhibitori obezbeđuju hemijsku pasivizaciju, koja smanjuje intenzitet rastvaranja metala i, u različitom stepenu, eliminiše štetne posledice oštećenja korozije.
Sam po sebi, inhibitor je, u izvesnom smislu, analog superponovane struje, ali sa hemijskim ili elektrohemijskim kombinovanim delovanjem. Organske i anorganske tvari djeluju kao aktivatori zaštitnog filma, a češće -posebno odabrana kompleksna jedinjenja. Unošenje inhibitora u agresivno okruženje uzrokuje promjene u strukturi metalne površine, utičući na kinetičke reakcije elektrode.
Efikasnost zaštite zavisiće od vrste metala, spoljašnjih uslova i trajanja čitavog procesa. Stoga će, dugoročno gledano, pasivizacija nehrđajućeg čelika zahtijevati više energetskih resursa za suprotstavljanje agresivnom okruženju nego u slučaju mesinga ili željeza. Ali mehanizam djelovanja samog inhibitora i dalje će igrati ključnu ulogu.
Inhibitori-pasivatori
Aktivnu zaštitu od korozije prema principima formiranja pasivne otpornosti mogu formirati različiti inhibitori. Tako se široko koriste adsorpcioni spojevi u obliku aniona, kationa i neutralnih molekula, koji mogu imati kemijski i elektrostatički učinak na metalnu površinu. Ovo su univerzalna sredstva antikorozivne zaštite, ali njihovo djelovanje je smanjeno u sredinama gdje dominira polarizacija kisika. Na primjer, za pasivizaciju nehrđajućeg čelika mora se koristiti poseban inhibitor s oksidacijskim svojstvima. To uključuje molibdate, nitrite i hromate, koji stvaraju oksidni film s pozitivnim polarizacijskim pomakom dovoljnim da oslobodi molekule kisika. Na površini metala dolazi do hemisorpcije nastalih atoma kiseonika, blokirajući najaktivnije oblasti premaza i stvarajući dodatni potencijal za usporavanje reakcije rastvaranja metalne strukture.
Upotreba pasivizacije u zaštiti poluprovodnika
Rad poluprovodničkih elemenata pod visokim naponom zahteva poseban pristup zaštiti od korozije. U odnosu na takve slučajeve, pasivizacija metala se izražava u kružnoj izolaciji aktivnog područja dijela. Električna ivica se formira pomoću dioda i bipolarnih tranzistora. Planarna pasivizacija uključuje stvaranje zaštitnog prstena, kao i oblaganje kristalne površine staklom. Druga metoda pasivizacije mesa uključuje formiranje žlijeba kako bi se povećao maksimalno dozvoljeni nivo naprezanja na površini strukturalnog metalnog kristala.
Modifikacija antikorozivne folije
Prevlaka nastala kao rezultat pasivacije omogućava razna dodatna pojačanja. To može biti oplata, hromiranje, farbanje i stvaranje konzervatorskog filma. Koriste se i metode pomoćnog ojačanja antikorozivne zaštite kao takve. Za premaze cinka razvijaju se posebna rješenja na bazi polimernih i kromnih komponenti. Za običnu pocinčanu kantu mogu se koristiti nereaktivni aditivi za ispiranje.
Zaključak
Korozija je destruktivan proces koji se može manifestovati na različite načine, ali u svakom slučaju doprinosi pogoršanju određenih operativnih svojstava metala. Moguće je na različite načine isključiti pojavu ovakvih procesa, kao i upotrebu plemenitih metala, koji se odlikuju početno smanjenimosetljivost na rđu. Međutim, zbog određenih finansijskih i tehnoloških razloga, upotreba standardne antikorozivne zaštite ili upotreba metala sa visokom otpornošću na koroziju nije uvijek moguća.
Optimalno rješenje u ovakvim slučajevima je pasivacija - to je relativno pristupačna i učinkovita metoda zaštite metala raznih vrsta. Prema nekim proračunima, jedna elektroda s pravilno odabranim inhibitorom može biti dovoljna da zaštiti od korozije 8-kilometarski podzemni cjevovod. Što se tiče nedostataka, oni su izraženi u tehničkoj složenosti upotrebe metoda elektrohemijske pasivacije u principu.
Preporučuje se:
Zaštita gazećeg sloja od korozije. Glavni načini zaštite cjevovoda od korozije
Zaštitna zaštita od korozije je univerzalno rješenje kada je potrebno povećati otpornost metalnih površina na vlagu i druge vanjske faktore
Pitting korozija: uzroci. Metode zaštite metala od korozije
U toku rada metalnih proizvoda oni su izloženi raznim vrstama destruktivnih uticaja, među kojima se kao najopasnija i nepredvidiva korozija ističe piting korozija
Inhibitori korozije. Metode zaštite od korozije
Svake godine se oko četvrtina svih metala proizvedenih u svijetu izgubi zbog razvoja i pojave korozivnih procesa. Troškovi povezani s popravkom i zamjenom opreme i komunikacija kemijske industrije često su višestruko veći od troškova materijala potrebnih za njihovu proizvodnju
Šta je kalajisanje? Metode zaštite metala od korozije
Kasiranje se široko koristi u industrijama kao što su avijacija, radiotehnika i elektrotehnika. Ovom procesu su podvrgnuti i proizvodi koji se koriste za kuvanje i čuvanje hrane. Što je kalajisanje, za što se koristi i kako se ova operacija ispravno izvodi, a razmotrit ćemo u ovom članku
Efektivne metode zaštite gasovoda od korozije
Zaštita gasovoda od korozije: efikasne metode, karakteristike, posebne kompozicije, fotografije. Aktivna i pasivna zaštita gasovoda od korozije: vrste, tehnika obrade, trajanje djelovanja. Kako zaštititi podzemne gasovode od korozije?
