Атмосферная коррозия и способы защиты от нее

 

Атмосферная коррозия

Атмосферная коррозия возникает вследствие адсорбции паров воды из воздуха на поверхности металла. Чаще всего деполяризатором является кислород, нов случае повышенного содержания в атмосфере кислых газов (НCl, SO₂, H₂S) может протекать электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией.

Скорость коррозии очень сильно зависит от влажности воздуха и степени его запыленности. В сухой атмосфере при относительной влажности воздуха менее 60% атмосферная коррозия не наблюдается (в Африке – танки). Коррозионная активность различных атмосфер приведена в таблице.

Атмосфера	Коррозионная активность, %
Сухая континентальная	1–9
Морская чистая
Индустриальная
Индустриальная сильно загрязненная

Скорость атмосферной коррозии резко возрастает также при накоплении на поверхности металла гигроскопических продуктов коррозии, наличии щелей, трещин, так как происходит капиллярная конденсация.

Самым надежным способом защиты от коррозии является применение материалов, устойчивых в данных условиях. Причем, наряду с коррозионной устойчивостью, следует учитывать стоимость и доступность материалов. Во многих случаях нет необходимости в использовании дорогостоящих и дефицитных конструкционных материалов: аппараты могут быть изготовлены из дешевой углеродистой стали, но защищены следующими способами:

· применение двухслойных сталей – толщина защитного слоя составляет 2–20 мм, основного – 4–100 мм и более;

· применение защитных покрытий.

Пленочные защитные покрытия из органических и неорганических материалов используются для защиты от парогазовых сред, в том числе и от атмосферной коррозии.

Способы нанесения:

– многослойная окраска лаками, красками и т. д.;

– гуммирование защищаемой поверхности;

– газопламенное напыление порошкообразных полимерных материалов;

– многократное напыление эмульсии из полимерных материалов с последующей сушкой и спеканием.

Такие покрытия обладают низкой механической прочностью и не могут использоваться при наличии абразивных частиц.

Усиленное защитное покрытие выполняется из термореактивных пластмасс (фаолит, асбовинил и т. п.), кислотостойких замазок, которые при последующей термообработке переходят в твердое состояние. Для увеличения прочности в сырую массу вводят металлическую сетку, приваренную к защищаемой поверхности. Толщина слоя может составлять 10–25 мм. Защитное покрытие на основе органических соединений может применяться до 120°С, на основе силикатных материалов – до 300°С и выше.

Листовое покрытие выполняется из листовых полимерных материалов, сырой или вулканизированной резины. Плиты толщиной 3–6 мм крепятся болтами либо специальным клеем. Листовые полимерные материалы для герметизации склеиваются по швам. Резина приклеивается клеями, содержащими каучук. К недостаткам листовых покрытий относятся следующие:

– нельзя использовать для защиты деталей сложной конфигурации;

– слабая механическая прочность соединения с защищаемым металлом.

 

Химические методы защиты

Коррозионное разрушение металла, протекающее по электрохимическому механизму, можно значительно уменьшить использованием ингибиторов. Их целесообразно использовать, когда коррозионная среда имеет постоянный объем или обновляется весьма медленно, т. е. в таких аппаратах как паровые котлы, системы охлаждения замкнутые, а также при консервации металлических изделий.

В качестве ингибиторов используют азот, нитраты, сульфиты щелочных и др. металлов, серосодержащие органические соединения. Для защиты от атмосферной коррозии используют летучие ингибиторы.

Механизм действия части ингибиторов имеет электрохимическую природу и заключается в адсорбции ингибитора на защищаемой поверхности и торможении скорости анодных или катодных процессов.

Другие ингибиторы (так называемые кроющие ингибиторы) образуют на поверхности металла видимые защитные пленки, состоящие из продуктов взаимодействия ингибитора с раствором, металлом или продуктом коррозии. В частности, очень прочные пленки на поверхности железа образуются при их обработке фосфатами (фосфатирование). При взаимодействии кислых фосфатов с поверхностным слоем металла образуется плотный слой средних фосфатов.

Кроющие ингибиторы часто используют в составе лакокрасочных покрытий, а именно вводят в качестве пигмента свинцовый сурик, хроматы цинка и свинца.

Летучие ингибиторы обладают высоким давлением пара и сорбируются на защищаемой поверхности, замедляя анодный процесс. В качестве таких ингибиторов используют соединения различных аминов с органическими и неорганическими кислотами.