Причины электрохимической коррозии и способы защиты металла

Добро пожаловать на наш веб-сайт, посвященный всему, что связано с красками, лаками и защитными покрытиями! Сегодня мы хотим рассказать вам о важной теме, которая касается многих металлических поверхностей — причинах электрохимической коррозии и способах защиты металла. Надеемся, что наш информативный и увлекательный текст привлечет ваше внимание и поможет вам разобраться в этой теме.

Возможно, вы сталкивались с ситуацией, когда ваш любимый металлический предмет, будь то автомобиль, бытовая техника или другой объект, начинает покрываться пятнами ржавчины. Это и есть электрохимическая коррозия, процесс, который может привести к разрушению металла.

Основной причиной электрохимической коррозии является взаимодействие металла с окружающей средой и процесс, называемый окислением. Когда металл вступает в контакт с влажностью, кислотами или солями, начинается химическая реакция, которая стимулирует выделение электричества и приводит к разрушению металлической поверхности.

Теперь, когда мы понимаем причины электрохимической коррозии, важно знать, как ее предотвратить и защитить металл от разрушительного воздействия. Для этого существуют различные методы защиты металла от коррозии. Одним из наиболее эффективных способов является нанесение защитных покрытий, таких как краски и лаки.

Защитные покрытия создают барьер между металлом и окружающей средой, защищая его от воздействия влаги, кислот, солей и других потенциально опасных веществ. Кроме того, они придают металлической поверхности привлекательный внешний вид и увеличивают ее срок службы.

Теперь, когда вы знаете немного больше о причинах электрохимической коррозии и способах защиты металла, вы можете принять меры, чтобы сохранить ваши металлические изделия в отличном состоянии. На нашем веб-сайте вы найдете множество полезных материалов и советов о красках, лаках и защитных покрытиях, которые помогут вам поддерживать ваши металлические поверхности безупречными и долговечными.

Что такое коррозия

Процесс разрушения верхнего слоя металлического материала под влиянием внешних воздействий называется коррозией в широком смысле.

Термин коррозия в данном случае – только характеристика того, что металлическая поверхность вступает в химическую реакцию и теряет под её влиянием свои изначальные свойства.

4 основных признака, по которым можно определить, что этот процесс существует:

  • процесс, развивающийся на поверхности, и со временем проникающий внутрь металлического изделия;
  • реакция возникает самопроизвольно от того, что нарушается устойчивость термодинамического баланса между окружающей средой и системой атомов в сплаве или монолите;
  • химия воспринимает этот процесс не просто, как реакцию разрушения, но как реакцию восстановления и окисления: при вступлении в реакцию одни атомы замещают другие;
  • свойства и особенности метала при такой реакции претерпевают значительные изменения, или утрачиваются там, где она происходит.

Виды коррозии

В зависимости от типа металла и окислительно-восстановительной реакции, происходящей с ним, коррозия может быть:

  • равномерной или неравномерной;
  • местной и точечной (отдельные участки почему-либо вступили в реакцию, а другие – нет);
  • язвенной, известной еще как питтинг;
  • подповерхностной;
  • растрескивающейся;
  • межкристаллической, возникающая вдоль границ кристалла металла.

Также в зависимости от того, какие именно внешние факторы воздействуют на поверхность, коррозия бывает химической и электрохимической. Химическая коррозия происходит в результате некоторых реакций под влиянием химических взаимодействий, но без участия электрического тока, и может быть присуща даже нефти и газу. Электрохимическая отличается определенными процессами, она более сложная, чем химическая.

На видео: коррозия металлов.

Причины и признаки электрохимической коррозии

Электрохимическая коррозия отличается от химической тем, что процесс разрушения проходит в системе электролитов, отчего внутри этой системы возникает электрический ток. Два сопряжённых процесса, анодный и катодный, приводят к удалению из кристаллической решетки металла неустойчивых атомов. Ионы при анодном переходят в раствор, а электроны от анодного процесса попадают в ловушку к веществу-окислителю и связываются деполяризатором.

Таким образом, деполяризация – это отвод с катодных участков свободных электронов, а деполяризатор – вещество, которое отвечает за этот процесс. Основные реакции происходят с участием водорода и кислорода в роли деполяризаторов.

Существует множество примеров электрохимической коррозии разного типа, которая оказывает воздействие на металлические поверхности в природе и проходит под влиянием различных условий. Водород при этом работает в кислой среде, а кислород – в нейтральной.

Практически все металлы подвергаются электрохимической коррозии, и по этому признаку их разбивают на 4 группы, определяют величину их электродного потенциала:

  • активные коррозируют даже в той среде, где нет окислителей;
  • среднеактивные вступают в реакцию окисления в кислотной среде;
  • малоактивные не вступают в реакцию при отсутствии окислителей и в нейтральных, и в кислых средах;
  • не вступают в реакцию — высокой стабильности (благородные металлы, палладий, золото, платина, иридий).

Самый распространенный вид электрохимической коррозии – атмосферная.

Но эта же реакция может протекать и в воде, в растворах оснований, солей и кислот. В узкоспециальном различии атмосферной коррозии различают почвенную и аэрационную, морскую и биологическую (протекающую под воздействием бактерий).

Есть даже электрическая коррозия, которая протекает под воздействием электрического тока, и является результатом работы блуждающих токов, возникающих там, где электрический ток используется человеком для осуществления определенной деятельности.

Гомогенная металлическая поверхность при этом разрушается из-за термодинамической неустойчивости к окружающей среде. А гетерогенная – из-за состава кристаллической решётки, в которой атомы одного металла держатся плотнее, чем атомы инородных вкраплений. Эти реакции отличаются скоростью протекания ионизации ионов, и восстановления окислительных компонентов окружающей среды.

Разрушение металлических поверхностей при электрохимической коррозии состоит в одновременном протекании двух процессов: анодного и катодного, и отличия процессов состоят в том, что растворение происходит на анодах, которые и контактируют с окружающей средой через множество микроэлектродов, которые входят в состав поверхности любого металла и замкнуты на себя.

Характерными примерами электрохимической коррозии можно считать протекание коррозионных процессов на днищах морских судов или в атмосфере на металлических конструкциях.

Какой цвет, по вашему мнению, способен сделать человека счастливее?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Электрохимическая коррозия металла — распространенная проблема, вызванная взаимодействием металла с окружающими средами. Интересный факт заключается в том, что главной причиной электрохимической коррозии является наличие разности потенциалов между металлом и окружающей средой. Это создает условия для течения электродных процессов, которые приводят к разрушению металла. Однако существуют различные способы защиты металла от коррозии, такие как антикоррозионные покрытия, использование ингибиторов коррозии и катодной защиты. Эти методы помогают предотвратить или замедлить процесс коррозии и увеличить срок службы металлических конструкций и изделий. Важно учитывать тип металла, условия эксплуатации и особенности окружающей среды при выборе оптимального способа защиты от коррозии.

Необходимость антикоррозионной защиты

Защита металла от воздействий, которые разрушающе действуют на его поверхность – одна из основных задач, возникающих перед теми людьми, которые работают с механизмами, агрегатами и машинами, морскими судами и строительными процессами.

Любой металл, кроме благородных, в той или иной степени, подвергается воздействию разрушительных процессов.

Чем активнее эксплуатируется устройство или деталь, тем больше шансов у нее подвергнуться разрушительному воздействию и атмосферных условий, жидкостей, с которыми приходится сталкиваться в процессе работы. Над защитой металла от коррозии работают многие отрасли науки и промышленного производства, но основные способы остаются при этом неизменными, и состоят в создании защитных покрытий:

  • металлических;
  • неметаллических;
  • химических.

Неметаллические покрытия создаются с помощью органических и неорганических соединений, их принцип действия достаточно эффективен и отличается от остальных типов защиты. Для создания неметаллической защиты в промышленном и строительном производстве используются лакокрасочные составы, бетон и битум и высокомолекулярные соединения, особенно активно взятые на вооружение в последние годы, когда больших высот достигла химия полимеров.

Химия внесла свой вклад в создание защитных покрытий методами:

  • оксидирования (создания защитной пленки на металле с помощью оксидных пленок);
  • фосфатирования (фосфатных пленок);
  • азотирования (насыщения поверхности стали азотом);
  • цементации (соединения с углеродом);
  • воронения (соединения с органическими веществами);
  • изменения состава металла путем введения в него антикоррозийных добавок);
  • модификации окружающей коррозийной среды путем введения ингибиторов, влияющих на нее.

Электрохимическая защита от коррозии – это процесс, обратный электрохимической коррозии. В зависимости от смещения потенциала металла в положительную или отрицательную стороны, различают анодную и катодную защиту. Путем подсоединения к металлическому изделию протектора или источника постоянного тока на металлической поверхности создается катодная поляризация, которая и препятствует разрушению металла через анод.

Электрохимические методы защиты состоят в двух вариантах:

  • металлическое покрытие защищено другим металлом, у которого более отрицательный потенциал (то есть, защищающий металл менее устойчив, чем защищаемый), и это называется анодное покрытие;
  • покрытие нанесено из менее активного металла, и тогда он является и называется катодным.

Анодная защита от коррозии – это, например, оцинкованное железо. Пока не израсходуется весь цинк с защитного слоя, железо будет в относительной безопасности.

Защита катодным способом – это никелирование или нанесение меди. В этом случае разрушение защитного слоя приводит и к разрушению того слоя, который он защищает. Присоединение протектора для предохранения металлического изделия ничем не отличается от протекания реакции в других случаях. Протектор выступает в роли анода, а то, что находится под его протекторатом, остается в сохранности, используя созданные ему условия.

Коррозия — враг металла, ставший неотъемлемой частью нашей жизни. Увы, ни одно изделие из металла не застраховано от его воздействия. Но если мы вникнем в суть проблемы, научимся понимать ее причины и способы защиты, то сможем найти решение для продления срока службы наших металлических изделий и обеспечения их надежности. В одной из наших предыдущих статей мы уже говорили о разновидностях коррозии, и сегодня пришло время поговорить о такой ее форме, как электрохимическая коррозия и о способах борьбы с ней.

Причины электрохимической коррозии обусловлены сложными физико-химическими процессами, которые происходят на поверхности металла. Этот вид коррозии возникает, когда взаимодействие влаги, кислот или солей с металлом создает разность потенциалов на его поверхности. В результате этого процесса на металле появляются анодные и катодные зоны, которые приводят к течению электрического тока, вызывая разрушение материала.

Способы защиты металла от электрохимической коррозии разнообразны и зависят от условий эксплуатации изделия. Одним из них является покрытие металла защитным слоем. Например, нанесение эпоксидных покрытий позволяет создать барьер между металлом и агрессивными средами, не допуская их проникновение к поверхности металла. Также широко применяются антикоррозионные покрытия, которые содержат защитные добавки для повышения устойчивости металла к коррозии.

Дополнительным способом защиты от электрохимической коррозии является анодная защита. Этот метод основан на создании на поверхности металла анодной зоны, которая будет принимать на себя всю коррозионную активность. Таким образом, металл оказывается защищенным. Анодная защита широко используется, например, в системах трубопроводов, где происходит подбор анодов специально для создания анодной зоны и защиты от коррозии.

В завершение нашего рассказа о причинах электрохимической коррозии и способах защиты металла, хотелось бы подчеркнуть важность правильного подхода к этой проблеме. Учитывая, что коррозия металла – это естественный процесс, необходимо предпринимать меры для его преодоления. Покрытие металла защитными покрытиями и анодная защита — это лишь некоторые из подходов. Важно помнить, что правильный выбор и применение методов защиты металла позволят нам продлить срок его службы и сохранить его надежность.

Видео по теме

6 способов защиты от коррозии

Учебный фильм «Коррозия металлов, способы защиты от неё»

9 класс § 20 «Коррозия металлов и способы защиты от нее».

Электрохимическая коррозия металлов и способы защиты

Коррозия металлов и меры по ее предупреждению. 8 класс.

Коррозия металлов и способы защиты от нее

Коррозия металла. Химия – Просто

Электрохимическая коррозия

Какую комнату в вашем доме вы бы хотели покрасить в самый неожиданный цвет?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...
Поделиться с друзьями
Чернышева Алиса

Художница с 15-летним стажем, специалист по цветовым решениям в дизайне интерьера. Влюблена в мир красок с детства, с удовольствием делюсь своими знаниями и опытом.

Оцените автора
Гид по краскам
Добавить комментарий