Вопрос 48. Сущность электрохимических методов защиты от коррозии (анодная, катодная, протекторная защита)

Сущность электрохимических методов защиты от коррозии (анодная, катодная, протекторная защита). Уравнения процессов, протекающих на анодных и катодных участках при электрохимической защите. Пассивность металлов. Легирование.

Виды электродов:

Катодная защита - заключается в подключении защищаемого металла к отрицательному полюсу источника тока, то есть изделие становится катодом, а катод не разрушается, а на его поверхности происходят процессы восстановления окислителей из среды. К положительному источнику тока подключается ненужный лом, следовательно становится анодом, затем разрушается. Все должно быть в токопроводящей среде.

Анодная защита - заключается в подключении изделия к положительному полюсу источника тока, следовательно, становится анодом. Такая защита возможно только для тех металлов, которые способны к пассивации, под действием внешнего источника тока, образующая пассивная пленка получается очень хорошего качества и эффективно препятствует коррозии.

Протекторная защита - заключается в подсоединении к защищаемому металлу кусочка более активного металла, тогда возникает разность потенциалов и будет разрушаться протектор, т.к. он становится анодным участком. Протекторная защита работает также, как и нарушенное анодное покрытие.

Рис.1. Схема протекторной защиты

Рис. 2. Схема катодной защиты (метод внешнего потенциала).

Рис. 3. Схема коррозии металла в кислом растворе при нарушении анодного покры-тия: 1 - раствор; 2- покрытие; 3 - основной металл; 4 - пора.

Пассивность металлов и сплавов

Скорость коррозии таких металлов, как железо, алюминий, хром, никель, титан, в растворах сильных окислителей значительно меньше, чем в растворах более слабых окислителей. Явление аномально резкого уменьшения скорости коррозии в растворах сильных окислителей называют пассивацией, а состояние металла - пассивным. Склонность металлов к пассивации различная, например никель пассивируется легче железа. Некоторые металлы: алюминий, титан, магний и др. склонны к пассивации в слабых окислителях, таких, как речная вода.

На кривой зависимости можно выделить три зоны: зона активного состояния (I); зона активно-пассивного состояния (II), зона пассивного состояния (III).

Легирование металлов. Это эффективный (хотя и дорогой) метод повышения коррозионной стойкости металлов. При легировании в состав сплава вводят компоненты, вызывающие пассивацию металла: хром, никель, вольфрам и др. Широкое применение нашло легирование для защиты от газовой коррозии.

Объемное легирование осуществляется одновременно с получением того или иного конструкционного материала. Так хром и никель, введенные в сталь, диффундируя к поверхности, образуют оксидный слой, содержащий шпинели состава: NiO· Cr2O3 и FeO· Cr2O3.

Поверхностное легирование представляет собой насыщение поверхности данного сплава металлом, который при высоких температурах окисляется энергичнее, чем железо, и образует при этом плотную защитную пленку оксида. Так осуществляют легирование стали алюминием (алитирование), хромом (хромирование), кремнием (силицирование). Стали, легированные 4-9% хрома, молибденом или кремнием, применяют, например, в парогенераторо- и турбиностроении.