Методы защиты от коррозии
Причины, вызывающие коррозионное разрушение металлов, многообразны. В разрушении металлов участвуют воздух и газы, находящиеся в воздухе пары воды, растворы солей, кислот, электрический ток, почва, вернее почвенные растворы, и т. д. Скорость и вид коррозионного разрушения зависят также и от самого металла, строения его кристаллической решетки и способа получения.
Большое значение имеет и обработка поверхности металла.
Насколько разнообразны причины, вызывающие коррозию металла, настолько должны быть разнообразны и методы борьбы за его сохранение, за продление жизни изделий, сделанных из металла.
В то время как человечество начало активно использовать металл, возникла необходимость в его защите. Вопрос о защите металлов является очень старым, его летоисчисление зарождается с началом использования первых металлов. При всем этом, не сразу появились научные методы защиты от коррозии.
Первые научные исследования были поставлены М. В. Ломоносовым. Работая в области металлургии, М. В Ломоносов впервые произвел тщательное исследование влияния растворов соляной и азотной кислот на металлы. Он заметил, что стальные изделия, погруженные в концентрированную азотную кислоту, пассивируются, т. е. делаются коррозионноустойчивыми. Нагревая металлы, он доказал, что частички воздуха соединяются с металлом, образуя на его поверхности окисные пленки. М. В. Ломоносов же первый из ученых четко сформулировал различие в растворении металлов и солей.
Швейцарский ученый Артур де-ля-Рив, изучая растворение цинка в кислотах, впервые указал на причины, вызывающие растворение металлов в кислотах. На основе работ де-ля-Рива возникла электрохимическая теория коррозии металлов.
Работы замечательных русских ученых В. В. Петрова, Ф. И. Гротгуса, Э. X. Ленца, Н. П. Слугинова и других способствовали развитию электрохимической теории растворения металлов.
Открытие периодического закона Д. И. Менделеева и периодической системы, которая была построена на этом законе, создало основу для дальнейшего, еще более глубокого изучения процессов коррозии.
Большую роль в понимании электрохимических процессов, происходящих при коррозии металлов в электролитах, имела теория электролитической диссоциации, основоположником которой является шведский ученый Сванте Аррениус. Характер растворения металлов в кислотах был впервые подробно исследован учеником Д. И. Менделеева Н. II. Каяндером. Русские инженеры, работники металлургической промышленности А. И. Онуфрович и Е. И. Куклин, впервые обратили внимание на появление так называемых травильных пузырей при обработке кровельного железа кислотами. Они же заметили, что при обработке металлов кислотами ухудшаются некоторые механические свойства металлов, в частности он теряет свою пластичность и делается хрупким. Эта хрупкость получила название травильной хрупкости.
Советские ученые В. А. Кистяконский, А. Н. Фрумкин, Н. А. Изгарышев, Г. В. Акимов и другие разработали научные основы теории электрохимической коррозии металлов и решили ряд важных вопросов, связанных с защитой металлов от коррозии.
В области изучения теоретических основ коррозионных процессов и защиты металлов от коррозии имеется заслуга и зарубежных ученых. Особенно большую роль в деле изучения коррозии и борьбы с ней имеют работы английского ученого Ю. Эванса, которому принадлежит одна из первых обобщающих работ по коррозии и защите металлов.
Большое значение в борьбе с коррозией металлов имеют работы и другого английского ученого — К. Бейли, изучавшего торможение химических реакций, протекающих на поверхности металлов. В настоящее время наука о коррозии металлов и наука о методах борьбы с ней, опирающаяся на выдающиеся открытия в области физики и химии, занимает почетное место среди других наук. Она обогащается опытом инженеров и практиков, работа которых связана с изготовлением и эксплуатацией изделий из металла.
Вместе с созданием методов борьбы с коррозией, ведутся работы по изготовлению различных материалов, способные заменять некоторые изделия из металлов.
Это значит, что ученые не только стараются изобрести новые методы защиты металлов, а также ведутся исследования по их замене на более коррозионностойкие материалы, такие как фарфор, пластмасс, стекло, керамика и т.д.
Если же металл невозможно заменить другими материалами, ученые идут по линии изготовления таких сплавов, которые мало подвергаются коррозионным разрушениям. Такого рода сплавы обладают, помимо коррозионной стойкости, и рядом других ценных качеств, как, например, большой прочностью, высокой температурой плавления, износоустойчивостью. Однако такие сплавы очень дорогие и используются только для изготовления специальных машин. В практике обычно применяют углеродистые стали, чугун, медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы, которые подвергаются коррозионным разрушениям. Из этих металлов и их сплавов изготавливают основную массу металлических изделий. Поэтому наряду с заменой коррозионнонестойких металлов коррозионностойкими материалами и сплавами громадное значение имеет разработка методов борьбы с разрушением основной массы металлов, находящихся в изделиях.
Методы защиты от коррозии
Существует три группы защиты металлов от коррозии:
Обработку металлов различными покрытиями.На поверхности металла создается пленка, которая защищает его поверхность от воздействия окружающей среды. Бывают химические, металлические и неметаллические покрытия.
Обработка среды, в которой находятся металлы.Например, если металл находится в среде с кислотой, то её делают менее агрессивной с помощью присадок, которые замедляют разрушение в них металла. Если же металл находится в среде в которой присутствует кислород, будь он растворенный в воде или в другом виде, то его удаляют.
Электрохимический тип защиты. С одной стороны, защищают с помощью блуждающих токов, а с другой стороны создают условия, при которых ослабляются действия электролитов.
В таблице 2 приведены характеристики основных способов защиты металлов.
Таблица 1
Методы защиты металлов
