Реферат на тему "Коррозия металла"

В данной работе рассмотрены явления коррозии металлов и методы борьбы с ними ...

Введение……………………………………………………………………………...3
Коррозия…………………………………………………………………………..….4
Методы защиты от коррозии….…………………………………………….............5
1. Изменение состава коррозионной среды……………………………………5
2. Изменение свойств корродирующего материала…………………………...7
3. Защитные покрытия…………………………………………………………..8
4. Электрохимическая защита…………………………………………………11
Заключение………………………………………………………………………….14
Список использованных материалов……………………………………………...15

Современное развитие различных отраслей промышленности предъявляет к конструкционным материалам высокие требования, наиболее важными из которых являются металлы и их сплавы. В процессе эксплуатации изделий вследствие воздействия их с окружающей средой происходит коррозия, что приводит к разрушению металлических конструкций, аппаратов, трубопроводов и др.
Коррозия начинается с поверхности металла и при дальнейшем развитии процесса распространяется вглубь. Коррозионный процесс – это процесс взаимодействия жидкой или газообразной среды с металлом. Широкое применение в химической промышленности находят сплавы железа, меди, алюминия и др. Дальнейшее развитие техники выдвигает проблему применения таких металлов, как тантал, цирконий, рений и др.

Ингибиторы подразделяются по механизму своего действия на анодные, катодные и смешанные. Катодные и анодные ингибиторы замедляют соответствующие электродные реакции, смешанные ингибиторы снижают скорость и анодной, и катодной реакций.Ингибиторы анодного действия (хроматы, фосфаты, нитриты и другие соли неорганических кислот) адсорбируются на анодных участках металлического изделия и тем самым замедляют анодный процесс растворения металла. Эти соединения также называют пассиваторами.Катодные ингибиторы – катионы металлов и их комплексные соединения с полифосфатами. Катодные ингибиторы, адсорбируясь на катодных участках, снижают интенсивность катодных процессов и замедляют скорость коррозии.К смешанным ингибиторам относятся силикаты и органические ингибиторы. Действие силикатов состоит в нейтрализации растворённого в воде СО2, повышая тем самым рН раствора, и образованием защитной плёнки на поверхности металла. Плёнка не имеет постоянного состава. По структуре она напоминает гель кремниевой кислоты, на котором адсорбируются соединения железа. Органические ингибиторы адсорбируются только на поверхности металла и не адсорбируются на продуктах коррозии металла. Поэтому они эффективны при травлении металлов для очистки от ржавчины. В качестве органических ингибиторов коррозии чаще всего используют алифатические и ароматические соединения, содержащие атомы азота, серы и кислорода.Атмосферные (летучие) ингибиторы – вещества, вводимые в атмосферу для замедления коррозии металлов. К такого рода веществам предъявляют следующие требования: определённое давление пара, возможная адсорбция на поверхности металла и растворимость их в воде (так как на поверхности металла почти в любых условиях имеется тонкая плёнка влаги). В качестве ингибиторов атмосферной коррозии рекомендуют амины жирного и циклического рядов, обработанные углекислым газом или азотной и азотистой кислотами. Летучие ингибиторы используют как средство защиты от атмосферной коррозии металлических изделий во время их хранения и транспортировки.Изменение свойств корродирующего материалаТакое решение достигается легированием, то есть введением в состав сплава компонентов (хрома, никеля, вольфрама и др.), вызывающих пассивацию металла. Металлы легче пассивируются в кислых средах, когда в них вводят добавки других металлов с очень низким перенапряжением водорода (Pt, Pd). При коррозии таких сплавов резко возрастает скорость катодной реакции восстановления водорода, и потенциал коррозии смещается в область пассивного состояния. К нержавеющим сталям относятся хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевоникелевые, хромомарганцевые. Их стойкость в различных средах определяется структурой, а также свойствами образующихся пассивированных поверхностных слоёв. Латуни (сплавы меди с цинком до 45% Zn) более стойки в морской воде, чем медь. Они применяются для изготовления судовых гребных винтов, насосов, арматуры и теплообменного оборудования. Оловянные бронзы (сплавы меди с оловом до 8-10% Sn) стойки в растворах солей, в потоке морской воды, разбавленных кислотах.Легирование – эффективный, хотя и дорогой способ повышения коррозионной стойкости металлов. Коррозионностойкие сплавы применяют для изготовления деталей, узлов, работающих в коррозионно-активных средах без дополнительных мер защиты от коррозии.Защитные покрытияЗащитные покрытия – искусственно создаваемые покрытия на поверхности металлических изделий с целью предохранения их от коррозии. Распространённые: металлические, неметаллические и химические покрытия.К неметаллическим покрытиям относят лакокрасочные покрытия – один из самых распространённых и надёжных способов защиты от коррозии. Они дешевы, доступны, имеют простую технологию нанесения на поверхность, легко восстанавливаются в случае повреждения, отличаются разнообразием внешнего вида и цвета.Защитное действие лакокрасочного покрытия заключается в создании на поверхности металлического изделия сплошной плёнки, которая предохраняет металл от разрушения. Компонентами лакокрасочных материалов служат плёнкообразующие вещества, растворители, пластификаторы, пигменты, наполнители, катализаторы.Лаки – это коллоидные растворы высыхающих масел или смол в органических растворителях. Защитное твёрдое покрытие образуется вследствие испарения растворителя или полимеризации масла или смолы. Краски – это суспензия минеральных пигментов в плёнкообразователе. Эмали – это растворы лака, в которые введены измельчённые пигменты. Они представляют собой стеклообразную массу, получаемую сплавлением кварцевого песка, глины, мела с бурой, содой, поташом при высоких температурах. Кроме того, в состав эмалей могут входить TiO2, Ni2O3, Cr2O3 и другие соединения для придания ей особых свойств. Плёнкообразователи – это природные масла, естественные или искусственные смолы. Наиболее распространённый масляный плёнкообразователь – олифа. Наполнители – это инертные вещества, которые входят в лаки и краски для снижения расхода пигментов и улучшения антикоррозионных свойств плёнки.Металлические покрытия по характеру защиты делят на катодные и анодные. Анодные покрытия имеют потенциал более отрицательный, чем потенциал защищаемого металла. При нарушении целостности покрытия разрушается сначала всё покрытие, на что требуется довольно много времени. Растворения основного металла не происходит, так как он является катодом коррозионного элемента. Катодные покрытия – это покрытия, потенциал которых в данной среде имеет более положительное значение, чем потенциал основного металла. При нарушении или наличии пор в покрытии возникает коррозионный элемент, в котором основной металл будет анодом, а металл покрытия – катодом. В местах обнажения основного металла коррозия усиливается. Следовательно, нельзя нарушать целостность катодного покрытия и необходимо увеличивать его толщину.Способы нанесения металлических покрытий разнообразны. Это электроосаждение металла (гальванопокрытия), термодиффузионный метод, горячие покрытия, металлизация напылением, плакирование. Сущность электролитического покрытия заключается в выделении металлов на катоде из жидких электролитов. Электроосаждение металлов и сплавов позволяет регулировать толщину слоя металла, экономно расходовать цветные металлы, наносить покрытия из металлов, имеющих высокую температуру плавления.Сущность термодиффузионного метода покрытий заключается в поверхностном насыщении основного металла атомами легирующего компонента в результате его диффузии при высокой температуре. Для получения покрытия необходимо образование твёрдого раствора основного металла с материалом покрытия. Атомный радиус металла покрытия не должен превышать атомный радиус основного металла для обеспечения свободу перемещения атомов вглубь кристаллической решётки. Виды: термохромирование, термоалитирование.Горячие покрытия образуются при погружении защищаемого металла в расплав металла, используемого для покрытия и имеющего невысокую температуру плавления. Недостатки: большой расход наносимого металла и неравномерность покрытия по толщине.Металлизация напылением – нанесение расплавленного металла на поверхность защищаемого изделия с помощью струи сжатого воздуха или инертного газа. Частицы расплавленного металла, двигаясь с большой скоростью, ударяются о поверхность основного металла и сцепляются с ним, образуя металлическое покрытие.Плакирование заключается в том, что на защищаемый металл с обеих сторон накладывают тонкие листы защитного металла, затем всю сборку подвергают горячей прокатке. В результате термодиффузии на границе раздела металлов получают трёхслойный прокат. Для плакирования применяют металлы с хорошей свариваемостью. В качестве защитного покрытия для плакирования используют тантал, молибден, титан, никель.Химические покрытия получают в результате взаимодействия химических веществ с поверхностью металла, в результате чего на его поверхности осаждаются продукты реакций в виде тонких нерастворимых плёнок.Фосфатирование – создание на поверхности металла защитной плёнки, состоящей из нерастворимых в воде фосфатов железа и марганца. Фосфатированный слой, получаемый на железе, имеет кристаллическое строение, обладает достаточно большой твёрдостью.