Коррозия металлов и способы защиты от коррозии кратко: Коррозия металлов и способы защиты от неё

Коррозия металлов и способы защиты от неё

Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла. Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери. А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.

Что такое коррозия и её разновидности

Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:

1. Повышенная влажность окружающей среды.
2. Наличие блуждающих токов.
3. Неблагоприятный состав атмосферы.

Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.

Химическая коррозия

Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую). Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.

Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.

Электрохимическая коррозия

Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов). Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне. Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.

Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.

Трибохимическая коррозия

Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость. Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка». Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.

Методы борьбы с коррозией

Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

• Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
• Поверхностная металлизация;
• Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
• Изменение химического состава окружающей среды.

Механические поверхностные покрытия

Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска. Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий. В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.

Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.

Химические поверхностные покрытия 

Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием. Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты.   Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.

Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.

Легирование и металлизация

В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина. Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения. При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.

Изменение состава окружающей среды

В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон). Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования — защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д. Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.

Кто нам мешает, тот нам поможет

В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них — закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку. Присутствуя на поверхности заготовки,  Fe3O4  перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов. Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.⁠

Коррозия металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Почти все металлы и сплавы постепенно разрушаются под воздействием факторов окружающей среды. При взаимодействии металлов с веществами воздуха и атмосферными осадками на их поверхности образуется плёнка, состоящая из оксидов, сульфидов, карбонатов и других соединений.

Свойства образовавшиеся на поверхности металла веществ отличаются от свойств самого металла. Так, на железе образуется ржавчина — рыхлая коричнево-красная масса. Коррозию железа обычно называют ржавлением.

Коррозия — это процесс самопроизвольного разрушения металлов и их сплавов под влиянием внешней среды (от лат. corrosio — «разъедание»).

Рис. \(1\). Коррозия изделий из сплавов железа.

Бурый налёт — ржавчина — состоит из гидроксида и оксида железа(\(III\))

Предметы из меди и её сплавов (предметы искусства, памятники, крыши зданий) со временем подвергаются коррозии. Патина — налёт зелёного цвета — состоит в основном из гидроксокарбоната меди(\(II\))

 Рис. \(2\). Патина

Из-за коррозии поверхность металлических изделий покрывается налётом из продуктов окисления и теряет блеск. Изменяется электропроводность металла, уменьшается его пластичность и прочность.

Из-за коррозии народное хозяйство терпит убытки:

• приходится постоянно восполнять потери из-за ржавления нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, сельскохозяйственной техники, автомобилей, кораблей, мостов, станков;
• металлические конструкции теряют прочность;
• простаивает производство из-за необходимости замены разрушенного коррозией оборудования;
• при разрушении нефте- и газопроводов теряется часть сырья;
• при утечке нефтепродуктов и других веществ загрязняется окружающая среда;
• загрязняется продукция, а следовательно, ухудшается её качество.

Способы защиты от коррозии

1. Нанесение защитных покрытий.

• Металлическое изделие покрывают другими металлами (никелирование, хромирование, цинкование, лужение — покрытие оловом).

• Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, маслами, полимерами.

2. Применение сплавов, стойких к коррозии.

Детали машин, аппаратов, инструменты и предметы быта изготовляют из нержавеющей стали, содержащей специальные легирующие (замедляющие коррозию) добавки: хром, никель и другие металлы.

 Рис. \(9\). Изделия из нержавеющей стали

3. Защита с помощью протектора.

К металлу прикрепляют кусок более активного металла. Под действием среды происходит его разрушение, а защищаемый металл сохраняется. Так защищают от коррозии трубопроводы, корпуса кораблей. В качестве протектора применяют такие металлы, как цинк, магний.

4. Изменение состава среды.

Для предотвращения потерь из-за коррозии особым образом обрабатывают электролит или среду, в которой находится металл. Используют также  ингибиторы — вещества, которые замедляют процесс коррозии.

Например, при подготовке воды, поступающей в котельные установки, проводят удаление растворённого в воде кислорода (деаэрацию).

защита металла от коррозии, коррозия железа и стали, алюминия, чугуна, корозия метал

Обеспечение долговечности конструкций — понятие, включающее в себя как технологические, так и конструктивные требования.

Защита металла от коррозии — одна из главных проблем в решении этого вопроса. Под влиянием разрушительных атмосферных воздействий и агрессивных сред металлические конструкции постепенно утрачивают первоначальный внешний вид и теряют свои качества. В таких случаях очень остро встаёт вопрос о защите металла от коррозии.

Коррозия металла

Коррозией называется разрушение поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействия внешней среды. Коррозия разъедает металл, делая непригодным его дальнейшее использование и эксплуатацию. С течением времени это приводит к снижению прочности, а в ряде случаев и к разрушению металлических изделий.
Быстрота коррозионных процессов зависит от условий, в которых изготовляются и эксплуатируются изделия. Поскольку устранить атмосферное воздействие на металлические конструкции практически невозможно, то и коррозию следует признать вечным спутником металла. Процесс коррозии включает в себя четыре основных элемента. Это – катод (или электрод, на котором происходит катодная реакция), анод (или электрод, на котором происходит анодная реакция), проводник электронов (металл, проводящий электрический ток) и проводник ионов (проводящая электрический ток жидкость или электролит).

Электроды (катод и анод) являются электронными проводниками, которые соприкасаются с проводниками ионов. В проводнике ионов (электролит) возникает соответствующий электродный потенциал или электродное напряжение. Когда электроды соприкасаются между собой, то разность между электродными потенциалами действует как возбудитель коррозионной реакции. В результате образуется коррозионная пара, в которой один из электродов (анод) и разъедает металл. Все меры по защите металла от коррозии направлены на то, чтобы ослабить или не допустить образования коррозионных пар.

Важнейшим способом защиты металла от коррозии является покраска поверхности металлов специальными антикоррозионными составами.

Есть ли защита от коррозии?

Для любых металлических конструкций и условий их эксплуатации наиболее простым и доступным способом защиты от коррозии является применение специальных лакокрасочных материалов для металла.
Лакокрасочные покрытия имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами защитных покрытий:
• простота нанесения составов;
• возможность получения покрытия любого цвета;
• возможность обработки металлоконструкций больших габаритов и сложной конфигурации;
• дешевизна по сравнению с другими видами защитных покрытий.

Долговечность защиты металла от коррозии зависит от типа и вида применяемого лакокрасочного материала. Кроме этого, срок службы металла зависит от тщательности подготовки поверхности металла под окраску.

Защита металла от коррозии

Существует множество различных состояний поверхности металла, требующих защиты от коррозии. Возраст объекта и его расположение, качество поверхности, степень разрушения металла, количество дефектов, тип предыдущих и будущих агрессивных условий, свойства старого покрытия — все эти факторы влияют на подготовку поверхности и выбор системы защиты металла от коррозии.

Компания КрасКо предлагает целую серию лакокрасочных материалов, специально предназначенных для защиты металла от коррозии.

Нержамет — краска по ржавчине, антикоррозионная эмаль «три в одном». Эмаль наносится прямо на ржавчину. Предназначается для окраски как чистых, так и ржавых металлических поверхностей, ржавого металла.

Полимерон — износостойкая спецэмаль, антикоррозионное покрытие. Эмаль специально разработана для защиты металлических поверхностей в условиях тяжёлой промышленной атмосферы.

Сереброл — алюминиевая краска, серебристо-белая антикоррозионная эмаль. Применяется для окраски любых металлоконструкций, эксплуатирующихся во влажной атмосфере, в условиях морской и пресной воды.

Нержалюкс — антикоррозионная эмаль для цветных металлов. Применяется для окраски алюминиевых и оцинкованных поверхностей, любых других поверхностей из цветных металлов.

Цикроль — краска для крыш, краска по оцинковке. Краска применяется для окраски оцинкованной кровли, оцинкованного металла, кровельного железа, кровельной жести, металлочерепицы, водостоков, желобов, перил и других оцинкованных поверхностей.

Нержапласт — эмаль жидкая пластмасса. Образует на поверхности декоративное покрытие с эффектом пластика (жидкий пластик).

Молотекс — кузнечная краска, декоративная краска с рисунчато-молотковым эффектом.

Полиуретол — маслобензостойкая грунт-эмаль, полиуретановая двухкомпонентная эмаль.

Фосфогрунт — фосфатирование металла, антикоррозионный грунт для чёрных и цветных металлов.

Цинконол — цинконаполненный грунт, антикоррозионный грунт-протектор. Холодное цинкование металла.

Фосфомет — преобразователь ржавчины, фосфатирующий модификатор ржавчины.

Грункор — антикоррозионный быстросохнущий грунт по металлу (с фосфатом цинка).

Выбор системы защиты от коррозии

Выбор схемы защиты металла от коррозии (включая марку ЛКМ, количество наносимых слоёв и общую толщину покрытия) следует осуществлять с учётом климатических условий конкретного региона, характеристики среды эксплуатации металлической конструкции, а также с учётом условий при нанесении материала и технико-экономической эффективности данного ЛКМ. Декоративные свойства (внешний вид) системы антикоррозионной защиты определяется финишным (верхним) слоем.

Антикоррозионная защита металла и металлоконструкций — на сайте krasko.ru.

На сайте представлено множество разделов, посвященных защите металлов от коррозии (коррозия металла, коррозия железа и стали, коррозия чугуна и алюминия), которые помогут Вам осуществить правильный выбор системы защиты металла и антикоррозионного покрытия.

Специалисты Компании КрасКо внимательно выслушают все Ваши требования и подберут оптимальный вариант системы для защиты металла от коррозии на Вашем объекте.

Методы и способы защиты от коррозии металлов

Проблема изыскания новых и совершенствование старых способов защиты от коррозии актуальна, как для всей тяжёлой промышленности в целом, так и для автомобильной отрасли в частности.

Еще в XIX веке лучшие инженерные умы того времени волновала проблема защиты металлических конструкций от ржавления. Например, Александр Гюста́в Э́йфель, отец и создатель знаменитой «Tour de 300 mètres», говорил: «Трудно переоценить роль краски в сохранении металлического сооружения, и забота об этом – единственная гарантия его долголетия».

Портрет Александра Гюста́ва Э́йфель и его творение — Эйфелева башня

Кстати, вот уже 131 год эта достопримечательность Парижа противостоит воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды именно благодаря краске. Интересный факт – для защиты 200.000 м2 наружной поверхности башни используется около 60 тонн специальной краски. Покраской занимается обслуживающая Эйфелеву башню специально созданная компания «SETE» («Société Nouvelle d’exploitation de la Tour Eiffel»). Весь процесс окраски занимает около 18 месяцев! Вначале, все детали конструкции тщательно осматриваются. Те, на которых слой антикоррозионного покрытия нарушен, – очищаются от старого и покрываются новым. Кроме того, вся поверхность сооружения перед окраской очищается паром высокого давления. Красят башню в два слоя.

Но, окрашивание защищаемой поверхности – всего лишь один из способов защиты металла от коррозии. Применительно к автомобилестроению, все методы защиты можно условно разделить на следующие виды:

1. Нанесение защитных покрытий (металлических и неметаллических).

2. Изменение характеристик коррозионной среды.

3. Легирование.

4. Электрохимическая защита

5. Рациональное конструирование.

Нанесение защитных покрытий

Нанесение защитных покрытий – один из самых простых, а также исторических старых способов защиты металла от коррозии. Различают металлические и неметаллические покрытия. В свою очередь неметаллические покрытия делят на органические и неорганические.

Органические покрытия – это, привычные нам, лак и краска, а также разнообразные смолы. Сюда же относят полимерные плёнки и резину.

Неорганические покрытия включают в себя разнообразные эмали и грунты на основе соединений кремния, фосфора, цинка и хрома, а также оксидов металлов (например, оксид титана). Классическим примером использования неорганического покрытия в автомобилестроении является процесс фосфатирования автомобильных кузовов. Так, слоем фосфатов перед покраской покрывают кузова автомобилей на заводах Mercedes-Benz.

Металлические покрытия (анодные и катодные) представляют собой нанесённый на защищаемую поверхность слой металла (цинк, хром, кадмий, алюминий и др.) или металлического сплава (олово, бронза, латунь и т.д.). У анодного покрытия электродный потенциал меньше электродного потенциала защищаемого металла. Поэтому, при повреждении анодного покрытия в первую очередь будет окисляться непосредственно оно само. В случае с катодным металлическим покрытием – наоборот: электродный потенциал покрытия выше потенциала защищаемого металла. Значит, при повреждении такого покрытия первой будет окисляться сама защищаемая поверхность.

Нанесение антикоррозийной защиты Krown

Цинкование

Применительно к автомобилестроению, классическим примером защиты с помощью металлического покрытия является оцинкованный автомобильный кузов. Этот способ получил очень широкое распространение и на сегодняшний день целый ряд автопроизводителей используют цинкование для защиты кузовных деталей. Но, первопроходцем в этом деле стала немецкая компания Audi, впервые применившая оцинковку для защиты кузовов своих автомобилей. Не остановившись на этом, инженеры Audi AG разработали и внедрили в производство двухстороннюю цинковую защиту не только кузовных деталей, но и их сварных соединений, а также и самих кузовов в целом. (Метод т.н. «горячего» цинкования погружением в ванну.) Первым серийным автомобилем с полностью оцинкованным кузовом стал Audi 80 B3, впервые сошедший с конвейера в уже далеком 1986 году.

Процесс цинкования 

 Изменение характеристик коррозионной среды

Изменение характеристик коррозионной среды – суть этого метода защиты заключается в том, что для снижения агрессивности среды в ней уменьшают количество опасных в коррозионном отношении компонентов или же применяют ингибиторы коррозии. (Это специальные вещества, замедляющие её скорость.) И вот, казалось бы, неразрешимая дилемма – как можно снизить количество опасных для стальных деталей автомобиля химических соединений в городской среде? Да очень просто – для начала перестать сыпать на дороги зимой активаторы коррозии, к примеру, тот же хлорид натрия. (О его роли в химическом процессе ржавления автомобиля мы говорили в первой части нашего рассказа.)

Что касается ингибиторов коррозии, то их целесообразно использовать в замкнутых системах (где редко или мало обновляется циркулирующая жидкость). В автомобилестроении типичным примером таковой является система охлаждения двигателя. А все современные антифризы в обязательном порядке содержат в себе ингибиторы коррозии.

Легирование

Легирование (от немецкого legieren – «сплавлять» и от латинского ligare – «связывать») – один из самых эффективных и, одновременно, дорогих способов борьбы со ржавчиной. Суть этого метода заключается в том, что в состав стали добавляют т.н. «легирующие элементы». Таковыми являются некоторые металлы: хром, никель, марганец, ванадий, ниобий, вольфрам, молибден, титан, медь. Данные компоненты придают сплаву пассивность – т.е. при начале коррозии образуются плотные поверхностные продукты реакции, предохраняющие металл от дальнейшего коррозионного разрушения.

Легированные стали, устойчивые к коррозии в атмосфере и агрессивных средах, также называют «нержавеющими сталями», или же, в простонародье, «нержавейкой». Если говорить об её применении в машиностроении, то нужно сказать, что изготовить кузов автомобиля целиком из нержавеющего сплава, конечно же, возможно. Вот только никакой целесообразности в этом нет, ибо цена такой машины будет астрономической. Причина – изначально высокая стоимость коррозионно-стойкой стали. Тем не менее, в автомобилестроении она активно используется. Так, из неё изготавливают детали системы выпуска отработанных газов и термоотражающие экраны.

Электрохимическая защита

Электрохимическая защита автомобиля

Если говорить о методе электрохимической защиты, то, применительно к автомобилестроению, он является малоиспользуемым. Его суть заключается в торможении протекающих при электрохимической коррозии процессов (катодного / анодного). Например, к защищаемому элементу присоединяется деталь из более активного, нежели сам элемент, металла. В образовавшейся гальванической (коррозионной) паре в первую очередь будет разрушаться активный металл (протектор).

А вот метод рационального конструирования, в силу своей относительной простоты и малозатратности, наоборот, получил широкое распространение в машиностроении. Суть его заключается в том, что при проектировании узлов и агрегатов по возможности пытаются уменьшить площадь контакта с агрессивной средой опасных в коррозионном отношении участков деталей (сварных швов и металлических соединений). Если, в силу особенностей конструкции, сделать это не представляется возможным, предусматривают защиту данных узлов от коррозии различными вышеуказанными методами.

Урок в 9 классе по теме » Коррозия металлов и способы защиты металлических изделий» | План-конспект урока по химии (9 класс) по теме:

Тема: «Коррозия металлов и способы защиты от коррозии»

«Жизнь человеческая подобна железу. Если употреблять его в дело, оно истирается, если не употреблять – ржавеет»

Катон старший.

 Древнеримский философ

Этой теме предшествовали темы: «Сплавы», «Получение металлов», «Общие химические свойства металлов».

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний

Тип нового знания:  введение понятия — коррозия химическая и электрохимическая.

Технология: урок комбинированный:

1. первая часть разработана в системе традиционного обучения с опорой на технологию, личностно-ориентированного деятельностного метода, есть элементы проблемного обучения.
2. вторая часть урока: исследовательская с элементами проблемного изучения и опорой на групповую форму работы.

Цель:  Сформировать понятие о коррозии металлов, рассмотреть классификацию  и причины коррозионных процессов,  изучить способы защиты металлов от коррозии.

Задачи

Образовательные 

1. Познакомить с  сущностью химической и электрохимической коррозии металлов;
2. Закрепить представления об окислительно-восстановительных реакциях;
3. Научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;
4. Научить грамотному использованию металлических изделий.

Развивающее 

1. Продолжить развивать умения проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности;
2. Развивать умение проектирования химического эксперимента с учётом его наглядности и доказательства характера образующихся продуктов реакции;
3. Развивать информационную компетентность учащихся, проявляющуюся в умении получать информацию из различных информационных источников, умениях синтеза и анализа собранной информации;
4. Продолжение формирования химической грамотности;
5. Развивать практические умения защиты металлов от коррозии.

Воспитательные 

1. Продолжать прививать интерес к химии через межпредметные связи, связь жизни и науки, опережающее задание группам учащихся;
2. Развивать самостоятельность в работе учащихся и умение работать в группах: сотрудничать;
3. Вырабатывать познавательную активность.

Здоровьесберегающие 

1. Создать благоприятный психологический климат на уроке;
2.  Соблюдать требования СанПИНа к гигиене учебного кабинета.

Оборудование и материалы:

ТСО: Компьютеры,  ЖК телевизор TOMSON; ЦОР «Влияние кислорода воздуха на коррозию металлов», ЦОР «Влияние ингибитора на скорость коррозии»

Оборудование:  спиртовка, тигельные щипцы, спички, лотки, пробирки, гвозди, медная проволока, медная и серебряная монеты;

Реактивы: Сu, пробирки с заранее подготовленными (за 2 дня) образцами эксперимента по изучению условий коррозии —

пробирка №1 — раствор гидроксида натрия +ж.гвоздь

пробирка №2 — раствор хлорида натрия +ж.гвоздь.

пробирка №3 — раствор хлорида натрия +ж.гвоздь обвитый медной пров.

пробирка №4 раствор хлорида натрия +ж.гвоздь +цинк

пробирка №5- медная пластина + раствор хлорида натрия;

Образцы металлических изделий и сплавов, с разными способами защиты металла от коррозии.

Раздаточный материал: опорные конспекты, дидактический материал  на столах учащихся для самостоятельной и групповой работы.

Компьютерная презентация « Коррозия металлов»

Форма организации учебной деятельности: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Продолжительность урока: 2 академических часа

План урока

Ход урока

1. Организационный момент

Приветствие,  настрой на работу

2. Проверка  знаний учащихся  

1. Тестирование основной части учеников(Учащиеся отвечают на вопросы теста, меняются листочками и проверяют ответы друг друга, листы проверки сдают учителю).Тест прилагается  (Приложении № 1)

Ответы: Правильный ответ: 1 вариант 1-Б, 2-Б, 3-В, 4-В, 5-Б,

                                                2 вариант 1-А, 2–Г, 3–А, 4-А,5-Г

( 1 вариант — ББВВБ     2 вариант — АГААГ)   (Написано на доске)

Ключ оценивания: 5 «+» – «5»

                                 4 «+» — «4»

                                 3 «+» — «3»

                             1-2 «+» — «2»

2. Компьютерное тестирование (2 ученика проходят  интерактивное  тестирование на компьютере)
3. Индивидуальное задание по карточке.

 Напишите уравнение получения железа из красного железняка и расставьте коэффициенты с помощью электронного баланса.

(Выполняет на развороте доски).

3.  Постановка учебной задачи

 Учитель: Сегодня мы с Вами продолжаем говорить о металлах, их общих свойствах. Тема, которую мы будем рассматривать, волновала человечество издавна, как только оно начало применять металлические изделия.

На слайде представлены следующие изображения: доменная печь, Эйфелева башня, ржавое изделие, клинок, яхта, монета, эмалированная посуда, концерт рок-группы. Учащимся предлагается рассмотреть их и ответить на вопрос: «О каком явлении пойдет речь на занятии?». (Слайд № 1)

Ученики: Вероятно о явлениях получения и разрушения  металлов.

Учитель: Как часто вы встречаетесь с явлением разрушения металлов?

Ученики: Приводят примеры.  (Учитель демонстрирует слайды, с фотографиями изделий, подвергшихся коррозии) (Слайд №2-5)

 Учитель: А как называется это явление? (ржавление, коррозия)

Итак, мы сегодня изучаем процесс коррозии металлов. Зачитываю эпиграф урока и прошу дома поразмышлять над словами  философа, что лучше «истираться» – ведя активный образ жизни, или «ржаветь»  не работая?

Прежде, чем перейти к объяснению и просмотру презентации, предлагаю выполнить задание: на доске записаны вопросительные слова: что?, почему?, как?, какая?, для чего? Составьте, пожалуйста, вопросы к теме «Коррозия металлов и способы защиты от неё» используя данные вопросительные слова.
Фронтальный опрос учащихся с фиксированием лучших вопросов на доске.
Например:
— Что такое коррозия металлов?
— Почему возникает коррозия металлов?
— Как возникает коррозия металлов? (Как защитить металл от коррозии?)
— Какая бывает коррозия?
— Для чего надо изучать коррозию? или др.

Учитель: Скажите, пожалуйста, какова будет цель нашего урока?

Ученики: Получить ответы на поставленные вопросы.

 Мы должны выяснить:

1. Что такое коррозия металлов?
2. Какова роль коррозии в жизни человеческого общества и зачем ее изучать?
3. Какие виды коррозии бывают?
4. Как протекает этот процесс?
5. Какие способы защиты от нее существуют?   (слайд № 6-7)

1. Изучение нового материала

Учитель: Все явления в природе подчиняются строгим законам. Один из этих законов, в частности, гласит, что из двух состояний с большей вероятностью реализуется то, которое более устойчиво. Так многие соединения, в том числе, оксиды металлов, при нормальных термодинамических условиях устойчивее, чем металлы. Поэтому в земной коре большинство металлов содержатся не в чистом виде, а в форме химического соединения. Особенно часто встречаются соединения металлов с кислородом и серой.

Назовите важнейшие руды, используемые для получения железа.

Ученики:  Красный железняк – Fe2O3, бурый железняк  — 2Fe2O3*3h3O, магнитный железняк – Fe3O4.

Учитель:  Легко ли получить железо из этих руд? Перечислите способы получения металлов.

Ученики:        Конечно же, нет, железо получают пирометаллургическим способом. Пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический.

Учитель:  Какой процесс протекает при этом с металлами? (вызывает для объяснений ученика, выполнявшего индивидуальное задание у доски)

Ученики:  Железо восстанавливается. (Слайд № 8 )

Учитель: Действительно приходится применять сложные и чрезвычайно энергоемкие металлургические процессы, чтобы извлечь металлы из химических соединений, и изготовить из них необходимые предметы.

Но большую долю результатов этого труда отнимает у людей злейший враг металлов — коррозия.  

(слайда № 9)

По данным Института физической химии РАН, каждая шестая домна в России работает впустую – весь выплавляемый металл превращается в ржавчину.  «Ржа ест железо» — гласит русская народная поговорка.

Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных изделий, — это яркий пример коррозии. Вы, конечно же, слышали это слово.

Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы коррозируют, но не ржавеют. В повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа.  (Демонстрация слайдов материалов со следами коррозии)  (Слайд № 10-11)

Слово коррозия происходит от латинского слова  corrodere, что означает разъедать. Так считали древние, а что мы подразумеваем под  процессом коррозии?

Предполагаемый ответ учеников: Коррозия – это разрушение металлических изделий.

Учитель:

Коррозия причиняет огромный ущерб, и мы повседневно замечаем следы ее опустошительного действия. Только потери стали из-за коррозии во всем мире оцениваются в сотни миллиардов долларов в год. Помимо этого коррозия причиняет огромный не поддающийся учету ущерб, связанный с выходом из строя коррозирующих деталей, машин, оборудования и сооружений. А загрязнения окружающей среды,  вызванные утечкой газа, нефти и других опасных веществ из трубопроводов из-за коррозии, что отрицательно воздействует на здоровье и жизнь людей.

В ноябре 2007 года в Керченском заливе во время сильного шторма затонуло 12 судов. Все они были насквозь проржавевшими. Один из них — танкер “Волгонефть-139” разломился пополам. В море вылилось 2000 т мазута. В результате погибло 35000 птиц, несколько десятков километров береговой линии оказались загрязненными. Предварительный ущерб равен 30 млрд. рублям. Самое страшное, что погибли люди. Причиной этого экологического бедствия явился не только шторм, но и человеческий фактор: такие суда нельзя допускать к эксплуатации! (Журнал “Огонек” №49, ноябрь, 2007)

Все осознают, что с коррозией надо бороться. А чтобы ее победить нужно, знать причины и механизмы ее протекания. Как вы думаете, почему металлы коррозируют? ( слайд № 12)

Ученики: Вероятно, металлы переходят в стабильное состояние, переходя в состав химических соединений, т.е. превращаются в ионы.

Учитель: Вы абсолютно правы, с химической точки зрения коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения металлов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды, при  этом металлы окисляются и переходят в устойчивые формы существования. 

Учитель: А подвергается ли коррозии алюминий? И каково значение этого процесса?

Многие металлы, в том числе и довольно активные (например, алюминий) при коррозии покрываются плотной, хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от коррозии. При удалении этой пленки металл начинает взаимодействовать с влагой и кислородом воздуха.  Значит, этот процесс коррозии полезен.

4Al + 3O2 → 2 Al2O3 (слайд 14)

Учитель: Показывает детям старинные монеты. Что Вы заметили? (слайд  №  15-16)

Учитель: Во влажном воздухе поверхность меди покрывается зеленоватым налетом (патиной) в результате образования основных солей меди.  

2 Cu + O2+h3O+CO2=CuCO3*Cu(OH)2

Учитель: Возникает ли коррозия  без причины? Что может вызвать появление этого процесса?

Ученики Окружающая среда.

Учитель: Приведите примеры очень агрессивной окружающей среды, которая на ваш взгляд вызывает сильную коррозию.

Ученики: Морская вода, кислота, щелочь, растворы солей.

Учитель: А воздух влияет на коррозию и почему?

Ученики: Конечно, да. Так как в воздухе 21 % -– кислорода.

Учитель: Таким образом, получается, что окисление металлов может происходить под действием разных сред, различных окислителей, в разной степени, поэтому ее подразделяют на разные группы (Слайд  № 17) 

Сплошная коррозия распределяется равномерно по всей поверхности металла или сплава (например, процесс ржавления сплавов железа на воздухе или их взаимодействие с сильными кислотами) (слайд №  18).

При местной коррозии ее очаги распределяются неравномерно — в виде коррозионных пятен или точек, что особенно опасно для промышленной химической аппаратуры.

Учитель: Для выяснения условий возникновения коррозии ваши одноклассники проводили опыты, попросим продемонстрировать  и  рассказать о  результатах поставленных опытов.

Рассказ Бучневой Ксении.

Чтобы выяснить условия разрушения металлов – коррозии мы провели ряд химических экспериментов.

Опыт № 1. (Демонстрирует)  Я взяла медную проволоку и внесла ее в пламя спиртовки. Через некоторое время медь чернеет, покрывается оксидом меди (II), т.к. окисляется  кислородом, содержащимся в воздухе.

Коррозия меди происходит по уравнению:

2 Cu + O2 → 2 CuO (Слайд № 19)

Учитель: Продолжит рассказ Старинский Сергей. Он расскажет о наблюдениях, полученных при проведении опытов, поставленных заранее.

Старинский Сергей: Для выяснения условий возникновения  коррозии мы провели еще один эксперимент, вспомнив, что коррозия протекает очень сильно в воде. Нас, интересовало,  что является причиной коррозии: вода или кислород, растворенный в воде? Кислород содержится не только в воздухе, но и в воде, поскольку в ней растворим.

 Мы провели следующий эксперимент: В две пробирки мы положили железные гвозди. В одну пробирку налили кипяченую воду. Прокипятив ее, мы  практически удалили растворенный в ней кислород. Во  вторую пробирку налили водопроводной воды. Каждую пробирку закрыли   пробками, чтобы перекрыть доступ воздуха, т.е. кислорода. Результаты появились уже на следующий день. Быстрее корродирует гвоздь в некипяченой  воде, хотя пробирка и закрыта пробкой, и кислород не поступает в пробирку. Очевидно, коррозия вызывается кислородом, растворенным в воде. (Демонстрируют результаты опытов)

Учитель: Вспомните, рассказ учеников об исследованиях и сделайте вывод об условии возникновения коррозии.

Ученики: Первое условие возникновения коррозии  — это наличие окислителя в окружающей среде.

Учитель:  Внимательно рассмотрите приведенную ниже модель эксперимента и объясните ее результаты

Ученики рассматривают слайд с демонстрацией модели эксперимента  (ЦОР «Роль кислорода воздуха в коррозии металлов»)

Учитель: Почему вода поднялась  по трубке?

Ученики: Кислород в колбе прореагировал с железом, давление упало и поэтому вода поднимается по трубке.

Учитель: Железо под воздействием O2 , h3О  постепенно корродирует. Этот процесс является окислительно-восстановительным, где металл является восстановителем. Коррозия железа может быть описана упрощенным уравнением

4Fe + 3O2 + 6h3О = 4 Fe(OH) 3

Fe0-3е= Fe+3 восстановитель

O02+4 е=2O-2 окислитель

(Учитель записывает уравнения реакций на доске, а  1 ученик диктует учителю  запись электронного баланса уравнения).(Ученики записывают уравнение  в своих конспектах).

Учитель: В этих опытах мы выяснили роль кислорода воздуха в коррозии железа.

Запишем  вывод: Кислород является одним из агрессивных факторов коррозии.  При этом происходит химическая коррозия.

Давайте дадим определение понятию Химическая коррозия.

Обратитесь к записям, почему медь, железо коррозируют?

Ученики: Окисляются кислородом. Вступают в химическую реакцию

Учитель: Какой процесс лежит в основе этого типа коррозии?  

Ученики: Химическая реакция

Учитель: А теперь соедините все вместе, и получится понятие – химическая коррозия 

Химическая коррозия — это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды. (Слайд № 21)

Если на металлы действуют только сухие газы или жидкости, не являющиеся электролитами, то мы имеем дело с химической коррозией

(слайд № 22)

Учитель: Чаще всего металлы и изделия из них находятся в среде электролита,  здесь мы встречаемся со вторым видом  коррозии металлов — электрохимической.

Что является причиной окисления  металлов в случае электрохимической коррозии?

Это понятие похоже на предыдущее?

Значит, в этой коррозии есть, что-то от химической коррозии, что именно?

Что нового добавилось в этом сложном слове?

Ученики: Добавилось «Электро»

 Учитель: С чем у вас ассоциируется  слово «Электро»

Ученики: Электричество, электрон, электрический ток, электролит.

 Учитель: Что мы называем электрическим током?

Ученики: Электричество или электрический ток – это направленное движение электронов.

Учитель: Почему  же здесь возникает  электрический ток? Нам нужно в этом разобраться. ( слайд № 22-23)

Рассмотрим в качестве примера коррозию железа в растворе соляной кислоты в контакте с медью.

(демонстрация слайда № 22)

 При этом возникает гальванический элемент. Более активный металл – железо окисляется и переходит в раствор  в виде ионов Fe2+

Fe0 – 2 e →Fe2+

Железо и медь контактируют друг с другом, и электроны, выделяющиеся при окислении железа, перемещаются на медь, где их и получает ион водорода. Т.е возникает движение электронов, а это и есть электрический ток.

 Ионы же водорода двигаются к меди (катоду), где, принимая электроны,  восстанавливаются:

2H+ +2e → h30

Если электролит имеет нейтральную или щелочную среду, тогда на катоде протекает процесс восстановления  кислорода, растворенного в электролите:

O2+ 2 h3O +4e →4OH- в этом случае образовавшиеся ионы ОН- соединяются с перешедшими в раствор ионами железа

 Fe2++ 2OH- →Fe(OH)2↓

Fe(OH)2  в присутствии воды и кислорода превращается в Fe(OH)3, который частично отщепляет воду и образующееся вещество отвечает по составу бурой ржавчине  yFe2O3* xh3O

Учитель:  Дадим определение электрохимической коррозии.

Ученики: Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия  с веществами окружающей среды, которое сопровождается возникновением электрического тока.  Или  это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами протекают  и электрические.

Учитель: ЭХК вызывают главным образом, загрязнения, примеси, содержащиеся в металле, неоднородность химического сотава и структуры, а также неоднородность его поверхности. Согласно теории ЭХК при соприкосновении Ме с электролитом на его поверхности возникают множество микрогальванических элементов. При этом анодом является более активный металл, а катодом –загрязнения, примеси, менее активный металл.

Рассказ ученика о Кутубской колонне

Объяснение этого факта можно найти  в Интернете http://www.bibliotekar.ru/znak/989-11.htm (Слайд № 23)

Учитель: Для закрепления знаний об условиях возникновения коррозии проведем лабораторный опыт  и проанализируем  его  результаты

На ваших столах в лотках стоят 5 стаканчиков. В каждый наливали растворы электролитов: в 1- ый  10%- ый раствор  NaOH, в остальные 15% — раствор  NaCl. В пробирки опускали по железному гвоздю, в 3 –ю  гвоздь в контакте с медной проволокой, в 4 –ю гвоздь в контакте с Zn, в 5-ю опустили кусок медной пластины.

Эти пробирки опустили одновременно в перевернутом виде в стаканчики.  Прошло 2 дня.  О том,  как происходила коррозия, вы можете судить по объему израсходованного кислорода, т.е. по поднятию уровня жидкости в пробирке и по характеру осадков.

Вы должны проследить за изменениями, произошедшими в стаканчиках, зафиксировать результаты наблюдения  в таблице опорного конспекта. От каждой группы  вывод по  результатам  анализа читает один ученик,  остальные записывают в конспект.

Лабораторный опыт

Определения влияния условий окружающей среды на скорость коррозии

Учитель: Прошу сделать общий вывод по результатам анализа данных эксперимента. И запишем его в конспект.

Общий вывод по работе:

1. Коррозия металла резко усиливается, если он соприкасается с каким-    либо другим, менее активным металлом.
2.  Коррозия зависит от состава окружающей среды.
3.  Коррозия зависит от характера металла

Учитель: А сейчас мы немного отдохнем и приступим к дальнейшей работе

Динамическая пауза (10 мин), физкультминутка.

Дети слушают музыку.

Часть 2

Учитель:  Итак, мы выяснили,  что такое коррозия, в чем ее сущность, каких видов она бывает, от чего зависит, знаем, что она приносит громадный ущерб человечеству.  Осталось познакомиться со способами  защиты от коррозии. Защита металлов от коррозии – очень важная задача.

Великий Гете сказал: «Просто знать – еще не все, знания нужно уметь использовать». Как защитить металлы от коррозии?

Каждая группа будет изучать свой способ защиты в течение 10 мин. используйте для поиска информации разные источники: учебник, приложение

№ 2, можно воспользоваться ресурсами Интернет.

Задание первой группе:

1. Рассмотрите  образцы выданных вам металлических изделий, определите: какой основной способ защиты металла от коррозии  применялся в этих случаях. (Изделия, покрытые неметаллической защитной пленкой).
2. Прочитайте в учебнике  и приложении описание этого способа, определите его эффективность, с точки зрения экономиста и технолога.
3. Встречали ли вы этот способ защиты металлов у себя дома, в школе, на улице?
4. Приготовьте короткий рассказ об этом способе защиты для класса.

Задание второй группе:

1. Рассмотрите  образцы выданных вам металлических изделий, определите: какой основной способ защиты металла от коррозии  применялся в этих случаях. (Изделия покрытые металлическими покрытиями)
2. Прочитайте в учебнике  и приложении описание этого способа, определите его эффективность, с точки зрения экономиста и технолога.
3. Встречали ли вы этот способ защиты металлов у себя дома, в школе, на улице?
4. Приготовьте короткий рассказ об этом способе защиты для класса.

Задание третьей группе:

1. Рассмотрите  образцы выданных вам металлических изделий, определите: какой основной способ защиты металла от коррозии  применялся в этих случаях. (Изделия из нержавеющих сплавов)
2. Прочитайте в учебнике  и приложении описание этого способа, определите его эффективность, с точки зрения экономиста и технолога.
3. Встречали ли вы этот способ защиты металлов у себя дома, в школе, на улице?
4. Приготовьте короткий рассказ об этом способе защиты для класса.

Задание четвертой группе:

1. Какие вещества называют ингибиторами?
2. Проведите компьютерный эксперимент с помощью ЦОР «Защита железа от коррозии с помощью ингибитора».
3. Прочитайте в учебнике  и приложении описание этого способа, определите его эффективность, с точки зрения экономиста и технолога
4. Приготовьте короткий рассказ об этом способе защиты для класса.

Задание пятой группе:

1. Прочитайте в учебнике  и приложении описание протекторного  способа защиты металлов, определите его эффективность, с точки зрения экономиста и технолога.
2. Приготовьте короткий рассказ об этом способе защиты для класса.
3. Предложите самый выгодный протектор для защиты кораблей.

Задание шестой группе:

1. Прочитайте в учебнике  и  приложении описание катодного способа, определите его эффективность, с точки зрения экономиста и технолога.
2. Приготовьте короткий рассказ об этом способе защиты для класса.

По истечению времени каждая группа рассказывает о своем способе защиты металлов.

(Учитель показывает постепенно по ходу защиты группой своей темы, слайды  №24-28)

В ходе рассказа ученики располагают карточки с изученным способом защиты металлов на доске, в зависимости от направления защиты

Все способы защиты металлов необходимо записать в конспект

Ученики:  Записывают в  опорный конспект

1. Нанесение на поверхность  металлов защитных пленок: лака, краски, эмали,
2. Покрытие их слоем других металлов.
3. Использование нержавеющих сталей
4. Создание контакта с более активным металлом – протектором
5. Применение ингибиторов
6. Катодная защита

Учитель: Еще раз посмотрим на слайд с изображениями изделий из металлов. Нужно найти соответствие между каждым изображением и способом защиты.

(слайд № 29) Фронтальная работа с классом.

7. Этап проверки понимания учащимися учебного материала. Закрепление новых понятий 

Каждая группа работает совместно над заданиями и выбирает, кто будет отвечать на вопросы заданий.

Задания для первой группы

1. Требуется скрепить железные детали. Какими заклепками следует пользоваться медными или цинковыми, чтобы замедлить коррозию железа? Ответ обоснуйте.
2. Как называются вещества, замедляющие коррозию?
3. Введение, каких элементов в сталь повышает ее коррозионную стойкость?

Задания для второй группы

1. К стальному днищу машины была предложена протекторная защита. Какой металл для этого лучше применить: Zn, Cu или Ni?
2. Почему многие изделия быстрее корродирует вблизи предприятий?
3. Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях?

Задания для третьей группы

1. В стихотворении Вадима Шефнера « Пустырь» есть такие строчки:

«Коррозия – рыжая крыса

Грызет металлический лом»

 Что это за рыжая крыса? Всегда ли результат коррозии имеет рыжий цвет?

2. Как вы думаете, какие процессы могли привести к разрушению одно из «Семи чудес Света» Колосса Родосского, если он представлял собою гигантскую статую бога Солнца (Гелиоса), простоявшую всего 66 лет. Известно, что при создании его  отпечатанные бронзовые листы были укреплены на железном каркасе? Почему следует учитывать местоположение Колосса (он был установлен на острове Родос в Средиземном море).
3. Почему интенсивнее коррозируют автомобили в зимнее время года в городских условиях?

 Задания для четвертой группы

1. Почему сейчас коррозия протекает более интенсивно, чем раньше, например, в средневековье?
2. Иногда зубные коронки, изготовленные из различных металлов (золота и стали) и близко расположенные друг к другу, доставляют их носителям неприятнейшие болевые ощущения. Почему?
3.  В 20 годы ХХ в. по заказу одного миллионера была построена роскошная яхта “Зов моря”. Еще до выхода в открытое море яхта полностью вышла из строя. Днище яхты было обшито медно-никелевым сплавом, а рама руля, киль и другие детали изготовлены из стали.  Почему?

Задания для пятой  группы

1.  Сантехника попросили поставить водопроводный кран, на стальную трубу. В наличии оказались хромированный и медный краны. Какой кран лучше выбрать? Аргументируйте ответ.
2.  Человек поставил на зуб золотую коронку, по истечении некоторого времени возникла необходимость в еще одной коронке, но средств на коронку у него нет. Возможен ли вариант, чтобы поставить на зуб стальную коронку? Что Вы можете предложить в решении данной проблемы?
3. Почему нежелательно носить металлические изделия на теле из разных металлов одновременно?

Задания для шестой  группы

1. Что такое ингибитор? Какие вещества —  ингибиторы вы можете назвать?
2. Прочитайте материал об исследовании, проведенном вашими одноклассниками. (Приложение № 4).
3. Рассмотрите  график и таблицы  по ходу экспериментов.
4. Сделайте вывод о влиянии различных ингибиторов на кислотную коррозию металлов?

Выслушиваем ответы на вопросы каждой группы

8. Домашнее задание:  параграф 10,  упр. 2,4 Повторить конспект,  желающие могут составить кроссворд по теме «Коррозия металлов», написать сообщение о способах защиты металлов от коррозии.
9. Подведение итогов и рефлексия. (Слайд 30 )

Посмотрите на ваши конспекты, заполненные  в ходе всего урока.

Ответили ли мы на вопросы, которые стояли перед нами в начале урока?

Довольны ли вы своей работой на уроке?

Как Вы считаете, Ваша группа работала активно  или пассивно?

Результатов легче добиваться одному или работая коллективом?

Прошу сдать листочки анализа работы в группе.

Приложение № 1

Тест для проверки знаний 

Приложение № 2

Ингибиторы

Науке известно более 5 тысяч ингибиторов коррозии. Например, при длительном хранении стальных изделий их заворачивают в бумагу, пропитанную ингибитором.

Известно, что коррозия особенно энергично протекает в кислотной среде. В промышленности нередко обрабатывают различные изделия из металлов кислотами.

Например, чтобы удалить с поверхности изделий железную окалину, образующуюся после прокатки железных листов, их с этой целью на некоторое время опускают в особые ванны с кислотой. К сожалению, при таком травлении металлов в раствор переходит и само железо.

Нельзя ли сделать так, чтобы кислота удаляла только ржавчину и практически не влияла на металл? Оказывается, можно. В технике давно широко применяют замедлители, или, так называемые, ингибиторы коррозии. Небольшая добавка этих веществ к кислотам (1% от общей массы) приводит к тому, что сами металлы в ней почти не растворяются, но удаляются оксиды металлов, как и под действием обыкновенной кислоты. Такими “ингибированными” кислотами очищают от ржавчины различные металлические изделия, удаляют накипь со стенок паровых котлов. Как правило, “укрощают” кислотную коррозию ингибиторы органического происхождения.

Группы учащихся класса выполнили 4 опыта:

первая группа учащихся выполняла опыт без ингибитора,

вторая – с ингибитором крахмалом,

у третьей группы учащихся ингибитором является анилин,

а у четвертой – формалин.

Инструкция первой группы

1. Насыпьте в пробирку 1/2 фарфоровой ложечки железа.
2. Налейте в пробирку 3 мл соляной кислоты, закройте пробкой с газоотводной трубкой.
3. Подведите резиновую газоотводную трубку к отверстию мерного цилиндра, заполненного водой.
4. В течение 18 минут, с интервалом в 2 мин., отмечайте объем выделившегося водорода.
5. Постройте график, где на оси ординат отложите объем выделившегося h3 в мл, а на оси абсцисс — время в минутах.

Карта – инструкция № 2

Взаимодействие железа с соляной кислотой (ингибитор — крахмал)

1. Насыпьте в пробирку 1/2 фарфоровой ложечки железа.
2. Насыпьте в пробирку 1/2 фарфоровой ложечки крахмала.
3. Налейте в пробирку 3 мл соляной кислоты, закройте пробкой с газоотводной трубкой.
4. Подведите резиновую газоотводную трубку к отверстию мерного цилиндра, заполненного водой.
5. В течение 18 минут, с интервалом в 2 мин., отмечайте объем выделившегося водорода.
6. Постройте график, где на оси ординат отложите объем выделившегося h3 в мл, а на оси абсцисс — время в минутах.

Карта – инструкция № 3

Взаимодействие железа с соляной кислотой (ингибитор анилин)

1. Насыпьте в пробирку 1/2 фарфоровой ложечки железа.
2. Налейте в пробирку 1,5 мл анилина.
3. Налейте в пробирку 3 мл соляной кислоты, закройте пробкой с газоотводной трубкой.
4. Подведите резиновую газоотводную трубку к отверстию мерного цилиндра, заполненного водой.
5. В течение 18 минут, с интервалом в 2 мин., отмечайте объем выделившегося водорода.
6. Постройте график, где на оси ординат отложите объем выделившегося h3 в мл, а на оси абсцисс — время в минутах.

Карта – инструкция № 4

Взаимодействие железа с соляной кислотой (ингибитор формалин)

1. Насыпьте в пробирку 1/2 фарфоровой ложечки железа.
2. Налейте в пробирку 1,5 мл формалина.
3. Налейте в пробирку 3 мл соляной кислоты, закройте пробкой с газоотводной трубкой.
4. Подведите резиновую газоотводную трубку к отверстию мерного цилиндра, заполненного водой.
5. В течение 18 минут, с интервалом в 2 мин., отмечайте объем выделившегося водорода.
6. Постройте график, где на оси ординат отложите объем выделившегося h3 в мл, а на оси абсцисс — время в минутах.

Результаты опытов в таблицах  

Взаимодействие железа с соляной кислотой без ингибитора                                Таблица 1

Взаимодействие железа с соляной кислотой (ингибитор – формалин)                  Таблица 2

А=49мл/5,5мл=9

Взаимодействие железа с соляной кислотой (ингибитор – анилин)                        Таблица 3

А=49мл/10мл=4,9

Взаимодействие железа с соляной кислотой (ингибитор – крахмал)                       Таблица 4

А=49мл/33мл=1,5

Задание

Внимательно изучите графики  и таблицы результатов исследований влияния различных ингибиторов на скорость коррозии железа в кислоте. Какой вывод вы можете сделать.

Приложение №3

Способы защиты металлов от коррозии

Справочный материал для работы групп.

Страницы Интернета         

http://www.krasko.ru

http://www.neon-san.ru/korozia.htm 

http://articles.excelion.ru/science/biology/58821304.html

Страницы книг и учебников

Металлические покрытия делят на две группы: коррозионностойкие и протекторные. Например, для покрытия сплавов на основе железа в первую группу входят никель, серебро, медь, свинец, хром. В электрохимическом ряду напряжений металлов они стоят правее железа. Во вторую группу входят цинк, кадмий, алюминий. По отношению к железу они более активны, т.е. в ряду напряжений находятся левее железа и поэтому сами будут окисляться, а железо останется целым, пока есть еще протектор.

Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. И то и другое получают главным образом протягиванием листа железа через расплав соответствующего металла. Для большей стойкости водопроводные трубы и арматуру из стали и серого чугуна часто подвергают оцинковыванию также окунанием в расплав данного металла.

Металл, защищенный, таким способом будет, в целостности и сохранности пока поверхность пленки покрывающего металла будет оставаться без повреждений. В местах, где покрытия повреждаются, при наличии влаги происходит электрохимическая коррозия железа. Например: железо, покрытое пассивным металлом никелем. Железо по своей активности превосходит никель, поэтому и окисляется кислородом и переходит в виде ионов в окружающую среду, а на поверхность никеля поступают, электроны  атомов железа, которые и восстанавливают    окислитель окружающей среды – кислород.

Применение ингибиторов – один из эффективных способов борьбы с коррозией металлов в различных агрессивных средах (в атмосферных, в морской воде, в охлаждающих жидкостях и солевых растворах, в окислительных условиях и т.д.). Ингибиторы – это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Название ингибитор происходит от лат. inhibere, что означает сдерживать, останавливать. Известно, что дамасские мастера для снятия окалины и ржавчины пользовались растворами серной кислоты с добавками пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси были одними из первых ингибиторов. Они не позволяли кислоте действовать на оружейный металл, в результате чего растворялись лишь окалина и ржавчина.

Протекторная защита. Металл, который необходимо защитить от коррозии покрывают более активным металлом. Тот металл, который заведомо будет разрушаться в паре, называется протектором. Примеры такой защиты – оцинкованное железо (железо – катод, цинк – анод),  контакт магния и железа (магний – протектор).

Железо часто покрывают другим металлом, например цинком или хромом, чтобы защитить от коррозии. Оцинкованное железо получают, покрывая его тонким слоем цинка. Цинк защищает железо от коррозии даже после нарушения целостности покрытия. В этом случае железо в процессе коррозии играет роль катода, потому что цинк окисляется легче железа:

Защита железных водопроводных труб.

Магниевый анод окружают смесью гипса, сульфата натрия и глины, чтобы обеспечить проводимость ионов. Труба играет роль катода в гальваническом элементе  (рис. 5. Защита железных водопроводных труб).

Электрозащита. Конструкция, находящаяся в среде электролита, соединяется с другим металлом (обычно куском железа, рельсом и т.п.), но через внешний источник тока. При этом защищаемую конструкцию подключают к катоду, а металл – к аноду источника тока. В этом случае электроны отнимаются от анода источником тока, анод (защищающий металл) разрушается, а на катоде происходит восстановление окислителя. Электрозащита имеет преимущество перед протекторной защитой: радиус действия первой около 2000 м, второй  50

Создание сплавов, устойчивых к коррозии. Если металл, например хром, создает плотную оксидную пленку, его добавляют в железо, и образуется сплав – нержавеющая сталь. Такие стали называются легированными. Большим достижением  металлургов в защите от коррозии стало создание коррозионно-стойкой стали. В результате снижения содержания углерода в нержавеющей стали до 0,1 % стало возможным изготовлять из нее листовой прокат. Типичная «нержавейка» содержит 18% хрома и 8% никеля. Первые тонны нержавеющей стали в нашей стране выплавили еще в 1924 г. в Златоусте. Сейчас создан широкий ассортимент сталей, устойчивых к коррозии. Это и сплавы на железохромоникелевой основе, и особо коррозионностойкие никелевые, легированные молибденом и вольфрамом. Эти сплавы производят и на нашем комбинате.

Многие сплавы, которые содержат незначительное количество добавок дорогих и редких металлов, приобретают замечательную устойчивость к коррозии и прекрасные механические свойства. Например, добавки родия или иридия к платине так сильно повышают ее твердость, что изделия из нее – лабораторная посуда, детали машин для получения стекловолокна – становятся практически вечными.

Россина_Коррозия и защита.indd

%PDF-1.3 %
1 0 obj >]/Pages 3 0 R/Type/Catalog/ViewerPreferences>>> endobj 2 0 obj >stream
2019-03-19T12:51:32+05:002019-03-19T12:51:39+05:002019-03-19T12:51:39+05:00Adobe InDesign CS6 (Windows)uuid:8b32fa80-6bae-4b0b-a86d-4bb445199172xmp.did:BF81B306D74DE411B24FB20E6B9967A1xmp.id:04AA05BE1B4AE9118244B94C31D4EB63proof:pdf1xmp.iid:03AA05BE1B4AE9118244B94C31D4EB63xmp.did:E3B0011FA439E5118436ED2ED37270DDxmp.did:BF81B306D74DE411B24FB20E6B9967A1default

application/pdf

Adobe PDF Library 10.0.1FalsePDF/X-1:2001PDF/X-1:2001PDF/X-1a:2001
endstream endobj 3 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 25 0 obj > endobj 26 0 obj > endobj 27 0 obj > endobj 28 0 obj > endobj 29 0 obj > endobj 30 0 obj > endobj 56 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 57 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 58 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 59 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 60 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 61 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 62 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 63 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 80 0 obj >stream
HVnF}GW70Ʃ]@·j&h˒\ڲ @ge

Коррозия способы защиты металлов — Справочник химика 21

    Какие существуют способы защиты металлов от коррозии Кратко изложите сущность каждого из них. [c.277]

    КРАТКИЙ ОБЗОР СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ [c.16]

    Перечислите способы защиты металлов от коррозии. [c.152]

    В чем сущность электрохимической коррозии Охарактеризуйте способы защиты металлов от коррозии. [c.328]

    СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ В МОРСКОЙ ВОДЕ [c.403]

    В настоящее время хорошо разработаны и широко применяются различные способы защиты металлов от коррозии с учетом характера металла и условий его эксплуатации. Наиболее эффективны против коррозии почвенной, под действием агрессивных химических сред и морской воды электрохимические способы защиты (катодная и протекторная). В обоих способах защита от коррозии достигается тем, что защищаемая конструкция оказывается катодным участком электрохимической системы. [c.227]

    Катодная защита (разд. 19.8)-способ защиты металла от коррозии путем превращения его в катод электрохимического элемента. Роль анода должен выполнять более активный металл. [c.235]

    Этот способ защиты металлов называется протекторным, а присоединенный к металлу анодный электрод — протектором. Материалом для изготовления протектора для защиты изделий из железа и стали чаще всего служит цинк. Электрохимическая защита при помощи протекторов применяется при коррозии металлов, находящихся в растворах электролитов. Радиус действия протектора, т. е. расстояние, на которое распространяется защитное действие протектора, тем больше, чем выше электропроводность среды, в которой находится защищаемый металл, и чем больше разность потенциалов протектора и защищаемого металла. [c.189]

    Какие химические способы защиты металлов от коррозии вам известны  [c.112]

    Наука о коррозии изучает механизм и закономерности процессов взаимодействия металлов с окружающей средой, разрабатывает способы защиты металлов от коррозии в различных условиях. [c.10]

    Основной способ защиты металлов от коррозии заключается в их покрытии разнообразными материалами. В зависимости от вида защитного материала и от метода его нанесения на металл различают следующие типы покрытий металлов. [c.261]

    Наиболее распространенным способом защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность изолирующих пленок. [c.327]

    Одним из основных способов электрохимической защиты металлов от коррозии является катодная защита. Для этого поверхность защищаемой металлической конструкции искусственно делается катодом путем наложения отрицательного потенциала от какого либо постоянного источника тока. Объясните, на чем основан этои способ защиты металлов от коррозии. [c.148]

    Наиболее доступный способ защиты металлов от коррозии — неметаллические, в частности лакокрасочные, покрытия. В состав лакокрасочных покрытий часто вводят пигменты, служащие замедлителями (ингибиторами) коррозии. [c.473]

    Современная техника использует огромные количества металлов и сплавов. Поэтому разработка способов защиты металлов от коррозии является важной народнохозяйственной проблемой. Особое значение имеет борьба с коррозией металлов в химическом аппаратостроении, судостроении, в нефтяной промышленности, в металлургии, в ракетной технике. [c.325]

    Широко распространенным способом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с малой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой. Покрывающий слой наносят различными методами кратковременным погружением в ванну с расплавленным металлом (горячее покрытие), электроосаждением из водных растворов электролитов (гальваническое покрытие), напылением (металлизация), обработкой порошками при повышенной температуре в специальном барабане (диффузионное покрытие), с помощью [c.143]

    Металлизация распылением по сравнению с окрашиванием является более трудоемким способом защиты металла от коррозии, но металлизационные покрытия экономичнее, чем лакокрасочные благодаря большей их долговечности увеличиваются межремонтные периоды и снижаются ежегодные затраты на ремонт сокращается продолжительность антикоррозионных работ [c.31]

    Одним из наиболее распространенных и перспективных способов защиты металла от коррозии является ингибирование агрессивной среды. С помощью ингибиторов коррозии зачастую удается значительно продлить срок службы оборудования, повысить его надежность. а в ряде случаев использовать углеродистые стали вместо легированных. [c.64]

    В научном отношении процессы при катодной защите от коррозии изучены более полно, чем при других способах защиты металлов. Коррозия металлов в водных растворах или грунтах является в принципе электрохимическим процессом, управляемым электрическим напряжением-потенциалом металла в растворе электролита. При снижении потенциала в соответствии с законами электрохимии движущая сила реакции должна уменьшаться, а следовательно, должна снижаться и скорость коррозии. Все эти взаимосвязи известны уже более ста лет и катодная защита в отдельных случаях осуществлялась на практике уже весьма давно, однако применение этого процесса в промышленных масштабах существенно задержалось. Способы катодной защиты в некоторых областях представлялись слишком чужеродными , а необходимость проведения электротехнических мероприятий вынуждала отказываться от их практического применения. Практика катодной защиты и на самом деле значительно сложнее ее теоретических основ. [c.17]

    При расчетах электрохимической коррозии и защиты металлов обычно производится замена реальных поверхностей рассматриваемых сооружений и коррозионных сред какими-либо упрощенными поверхностями (геометрическими моделями). Основные способы построения геометрических моделей коррозионных систем в практике инженерных расчетов основаны на выделении из рассматриваемых сложных систем более простых элементов или упрощения формы всей рассматриваемой области коррозионной среды. [c.28]

    В книге приведены результаты изучения роли микроорганизмов в коррозии металлов в морской воде. Приведены данные о скорости обрастания поверхности металлов, составе, численности и физиологических свойствах обрастающей микрофлоры представлен анализ влияния деятельности микроорганизмов на ход коррозии описаны способы защиты металлов в морской воде. [c.110]

    Способы защиты от коррозии. Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и прежде всего легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (V в. до н. э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии. [c.139]

    Одним из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность защитных пленок лака, краски, эмали, других металлов. Лакокрасочные покрытия наиболее доступны для широкого круга людей. Лаки и краски обладают низкой газо- и паропроницаемостью, водоотталкивающими свойствами и поэтому препятствуют доступу к поверхности металла воды, кислорода и содержащихся в атмосфере агрессивных компонентов. Покрытие поверхности металла лакокрасочным слоем не исключает коррозию, а служит для нее лишь преградой, а значит, лишь тормозит коррозию. Поэтому важное значение имеет качество покрытия — толщина слоя, сплошность (пористость), равномерность, проницаемость, способность набухать в воде, прочность сцепления (адгезия). Качество покрытия зависит от тщательности подготовки поверхности и способа нанесения защитного слоя. Окалина и ржавчина должны быть удалены с поверхности покрываемого металла. В противном случае они будут препятствовать хорошей адгезии покрытия с поверхностью металла. Низкое качество покрытия нередко связано с повышенной пористостью. Часто она возникает в процессе формирования защитного слоя в результате испарения растворителя и удаления продуктов отверждения и деструкции (при старении пленки). Поэтому обычно рекомендуют наносить не один толстый слой, а несколько тонких слоев покрытия. Во многих случаях увеличение толщины [c.140]

    Другой способ защиты металлов от коррозии заключается в создании на его поверхности тонкого слоя такого соединения металла, которое при данных условиях более устойчиво, чем сам металл [11]. Так, поверхность железа можно окислить концентрированной азотной кислотой или покрыть слоем химически стойкого фосфата фосфатирование) [12] медь можно защитить поверхностным окислением, алюминий и магний — электролитическим окислением, при котором на поверхности металлов образуется плотный слой окислов [И]. [c.35]

    Характеристика способа защиты металлов от коррозии ингибиторами в области их применения [c.7]

    Один из способов защиты металла от коррозии — покрытия смолами, красками, лаками и эмалями однако они недолговечны и для из восстановления нужен ремонт. [c.219]

    ЭМАЛИРОВАНИЕ — НАДЕЖНЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛА ОТ КОРРОЗИИ [c.81]

    Защита от коррозионного разрушения химического оборудования, трубопроводов, металлоконструкций является весьма актуальной задачей. Среди множества способов защиты металла от коррозии в атмосферных, газовых условиях, в условиях воздействия агрессивных жидких сред, расплавов солей и металлов — эмалирование металла наиболее эффективно. Институтом разработаны покрытия для эмалирования и внедрены в производство химически устойчивые покрытия для защиты химического оборудования, арматуры, труб и др. изделий от коррозии, (табл. 1). [c.81]

    Все способы защиты металла от коррозии получают в настоящее время широкое распространение. [c.4]

    Содержащиеся в оборотной воде соли и другие примеси вызывают коррозию оборудования. Хлориды ускоряют коррозию вследствие увеличения кислотности воды и их разрущающего действия на пассивирующие пленки сульфаты агрессивно действуют на бетон. Диоксид углерода замедляет образование защитных пленок. Для защиты от коррозии в оборотных системах применяют различные ингибиторы. Процесс коррозии приостанавливают хромат и бихромат калия. Они же замедляют биологические обрастания. Для снижения коррозии воду обрабатывают также фосфатами, которые образуют пленку, изолирующую металл от воды. В отличие от хроматов фосфаты благоприятствуют развитию биологических обрастаний, поэтому эти химикаты иногда применяют совместно. Один из способов защиты металла от коррозии — защитные покрытия смолами, красками, лаками и эмалями, однако они недолговечны и восстановить их можно только во время ремонта. [c.86]

    Методы защиты металлов от коррозии. Ввиду больших потерь металла, происходящих в результате коррозии металлических изделий, издавна принимались те или иные мерьг для ослабления коррозии. Наиболее распространенные способы защиты металлов от коррозии заключаются в создании на поверхности изделия защитного покрытия, по возможности изолирующего металл от разрушающего действия окружающей среды, К таким [c.458]

    С. А. Балезиным и др., выяснены многие важные стороны этого явления. Наряду с другими способами защиты металлов ингибиторы коррозии широко используются при химических методах очистки черных металлов от окалины и ржавчины при химической очистке паровых котлов от накипи. Так как замедлители коррозии уменьшают скорость растворения в кислоте самого металла, но не уменьшают скорости растворения ржавчины или накипи, то применение их в этих случаях сильно ослабляет коррозию. Действие ингибиторов коррозии в этих случаях объясняется тем, что они хорошо адсорбируются на поверхности самого металла, но не его солей или окислов. [c.461]

    В конце ХУП1 в. и в первой половине XIX в. В. В. Петровым, Г. Деви, Т. Гротгусом, М. Фарадеем были проведены выдающиеся работы в области изучения электролиза и явлений в гальванических элементах. Русский академик Б. С. Якоби в 1836 г. осуществил практическое применение электролиза, разработал метод гальванопластики. Работы по дальнейшему изучению электродных процессов были продолжены немецким физико-химиком В. Нернстом и позже — советским ученым А. Н. Фрумкиным. Вместе со своими учениками А. Н. Фрумкин занимался изучением злектрокапилляр-ных и электрокинетических явлений. Его работы способствовали развитию теоретической и прикладной электрохимии. Выяснению причин электрохимической коррозии, ее механизма и разработке способов защиты металлов от разрушения посвящены работы советских ученых В. А. Кпстяковского, Г. В. Акимова, Н. Д. То-машова, Н. А. Изгарышева. [c.9]

    Открытие и широкое применение металлических материалов в конце каменного века иослужило основой для развития современной техники. К сожалению, большинство используемых металлов не всегда и не везде проявляет достаточную стойкость. В неблагоприятной окружающей среде почти все металлы более или менее быстро разрушаются от коррозии. Исследование процессов коррозии и способов защиты металлов от воздействия коррозии имеет важное экономическое значение. [c.17]

    Разработано несколько способов защиты металлов от атмосферной коррозии посредством ингибиторов. Ингибиторы наносят на поверхность металла из водных или органических растворов. Возможна адсорбция их на металле из парогазовых сред, а также упаковка в ингибитнрованную бумагу. [c.97]

    Большой ущерб народному хозяйству приносит коррозия оборудования. Существует многО способов защиты металла от коррозии. Одним из них является введение в агрессивную среду ингибиторов коррозии, которые образуя защитную пленку на поверхности, предотвращают коррозию. Вводимое количество ингибитора в агрессивную среду долкно полностью обеспечить предотвращение коррозии. За содержанием вводимого количества ингибитора в рабочую среду необходим контроль. [c.118]

    Методы защиты металлов от коррозии. Ввиду больших потерь металла, происходящих в результате коррозии металлических изделий, издавна принимались те или иные меры для ослабления коррозии. Наиболее распространенные способы защиты металлов от коррозии заключаются в создании на поверхности изделия защитного покрытия, по возможности изолирующе-г о металл от разрушающего действия окружающей среды. К таким способам относится, например, покрытие масляными красками, создающими на поверхности металла слой отвердевшего масла с красящим пигментом (окраска крыш, ведер и пр.). К ним же относятся и покрытия нитроцеллюлозными лаками, широко применяемые для окраски кузовов автомобилей, автобусов и пр. Здесь при высыхании растворителя на покрываемой поверхности остается пленка нитроцеллюлозы с красителями и различными наполнителями лакокрасочные покрытия). Аналогично действуют эмалевые покрытия, а также покрытия битумами или некоторыми пластическими материалами, изготовляемыми на основе каучука или других высокомолекулярных веществ. Все такие покрытия действуют, пока сохраняется герметичность покрывающего слоя. При н арушении же целостности его в обнаженных местах коррозия происходит независимо от состояния остальных участков. [c.453]

    Ввиду больших потерь, наносимых хозяйству разрушением металлических изделий от коррозии, уже издавна принимаются те нли иные. меры для ее ослабления. Наиболее распространенные способы защиты металлов от коррозии основываются на покрытии поверхности изделия слоем материала, изолирующего металл от разрушающего действия окружающей среды. К таким способам относятся, например, покрытие масляными красками, создающими на поверхности металла слой отвердевшего ( высохшего ) масла с красящим пигментом (окраска крыш), и покрытие нитроцеллюлозными красками и лаками (широко применяемое, например, для окраски автомобилей), оставляющими после испарения растворителя пленку нитроцеллюлозы. Аналогично действует эмалирование, а также покрытия битумами или некоторыми пластическими материалами, изготовляемыми на основе каучука или других высокомолекулярных венлеств. Все такие покрытия действуют до тех пор, пока сохраняется герметичность. покрывающего слоя. При нарушении же его целостности, в обнаженных местах коррозия протекает независимо от состояния остальных участков поверхности. [c.309]

    Существует много способов защиты металла от коррозии. Широко распространена защита металла покрытиями из другого более стойкого к разрушению благородного или полублагородного металла — лу кение, меднение, хромирование, кадмирование, никелирование,, алитирование (покрытие алюминием), серебрение, золочение, а также окисными пленками (оксидирование). [c.3]

5 различных методов предотвращения коррозии

Мы в EonCoat понимаем важность предотвращения коррозии. Ржавчина и другие формы коррозии могут привести к проблемам с безопасностью и нарушить целостность вашего оборудования и расходных материалов. Даже плановое техническое обслуживание по удалению и устранению коррозии может привести к увеличению затрат. К счастью, есть ряд мер, которые можно предпринять, чтобы минимизировать коррозию. Здесь мы выделим пять методов, основанных на стоимости и эффективности.

1.БАРЬЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Один из самых простых и дешевых способов предотвратить коррозию — использовать барьерные покрытия, такие как краска, пластик или порошок. Порошки, включая эпоксидную смолу, нейлон и уретан, прилипают к металлической поверхности, образуя тонкую пленку. Пластик и воск часто распыляют на металлические поверхности. Краска действует как покрытие, защищающее металлическую поверхность от электрохимического заряда, исходящего от коррозионных соединений. Современные системы окраски представляют собой комбинацию различных слоев краски, выполняющих разные функции.Грунтовочный слой действует как ингибитор, промежуточный слой увеличивает общую толщину краски, а финишный слой обеспечивает устойчивость к факторам окружающей среды.

Самый большой недостаток покрытий заключается в том, что их часто нужно снимать и наносить повторно. Неправильно нанесенные покрытия могут быстро выйти из строя и привести к повышенному уровню коррозии. Покрытия содержат летучие органические соединения, которые делают их опасными для людей и окружающей среды.

Отказ барьерного покрытия

2.ГОРЯЧЕЕ ГАЛЬВАНИЗАЦИЯ

Этот метод защиты от коррозии заключается в погружении стали в расплавленный цинк. Железо в стали вступает в реакцию с цинком, образуя прочно связанное покрытие из сплава, которое служит защитой. Этот процесс существует уже более 250 лет и используется для защиты от коррозии таких вещей, как художественные скульптуры и игровое оборудование.

К сожалению, цинкование невозможно провести на месте, а это означает, что компании вынуждены снимать оборудование с работы для обработки.Некоторое оборудование может быть просто слишком большим для процесса, что вынуждает компании вообще отказываться от этой идеи. Кроме того, цинк можно отколоть или отслоить. А высокое воздействие элементов окружающей среды может ускорить процесс износа цинка, что приведет к увеличению объема технического обслуживания. Наконец, пары цинка, выделяемые в процессе цинкования, очень токсичны.

3. СТАЛЬ ЛЕГИРОВАННАЯ (НЕРЖАВЕЮЩАЯ)

Легированная сталь — один из наиболее эффективных методов защиты от коррозии, сочетающий в себе свойства различных металлов для обеспечения дополнительной прочности и устойчивости получаемого продукта.Коррозионно-стойкий никель, например, в сочетании с стойким к окислению хромом дает сплав, который можно использовать в окисленных и восстановленных химических средах. Различные сплавы обеспечивают устойчивость к различным условиям, что дает компаниям большую гибкость.

Несмотря на свою эффективность, легированная сталь очень дорога.

4. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

Катодная защита обеспечивает электрохимическую защиту. Чтобы предотвратить коррозию, активные центры на поверхности металла превращаются в пассивные за счет подачи электронов из другого источника, обычно с гальваническими анодами, прикрепленными к поверхности или рядом с ней.Металлы, используемые для анодов, включают алюминий, магний или цинк.

Хотя катодная защита очень эффективна, аноды изнашиваются, и их необходимо часто проверять и / или заменять, что может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание. Они также увеличивают вес прикрепленной конструкции и не всегда эффективны в средах с высоким удельным сопротивлением.

Трубопровод с катодной защитой

5. EONCOAT — НОВЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ АКТИВОВ ОТ КОРРОЗИИ

Выбрать подходящую защиту от коррозии для вашего оборудования непросто.У каждого из вышеперечисленных методов есть свои плюсы и минусы. EonCoat — это экономичное, не требующее обслуживания и простое в применении решение, которое защищает срок службы актива. Он работает с помощью комбинации вышеперечисленных методов. Сначала он легирует металл, а затем создает толстый слой ингибиторов, которые устраняют любые повреждения слоя сплава. EonCoat не содержит токсичных химикатов и летучих органических соединений, поэтому является наиболее экологически чистым решением. Независимое тестирование показывает, что это решение является наиболее эффективным и долговечным из всех альтернатив.30-летняя гарантия гарантирует надежную защиту вашего оборудования. Чтобы узнать больше о EonCoat, загрузите нашу БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу EonCoat и пройдите наш БЕСПЛАТНЫЙ ускоренный курс из 5 электронных писем.

EonCoat до (слева) и после 18 месяцев наказания соленой водой (справа). Без коррозии и пузырей.

Как предотвратить коррозию | Металлические супермаркеты

Что такое коррозия?

Коррозия — это порча материала, вызванная взаимодействием с окружающей средой.Это естественное явление, требующее трех условий: влажность, металлическая поверхность и окислитель, известный как акцептор электронов. В процессе коррозии поверхность химически активного металла преобразуется в более стабильную форму, а именно в его оксид, гидроксид или сульфид. Распространенная форма коррозии — ржавчина.

Коррозия может оказывать на металл множество негативных воздействий. Когда металлические конструкции подвергаются коррозии, они становятся небезопасными, что может привести к несчастным случаям, например, обрушениям. Даже незначительная коррозия требует ремонта и обслуживания.Фактически, ежегодные прямые затраты на коррозию металлов во всем мире составляют примерно 2,2 триллиона долларов США!

Хотя все металлы подвержены коррозии, по оценкам, 25-30% коррозии можно предотвратить с помощью подходящих методов защиты.

Как предотвратить коррозию

Вы можете предотвратить коррозию, выбрав правильный:

• Металл Тип
• Защитное покрытие
• Меры по охране окружающей среды
• Жертвенные покрытия
• Ингибиторы коррозии
• Модификация конструкции

Металл Тип

Один из простых способов предотвратить коррозию — использовать коррозионно-стойкий металл, например алюминий или нержавеющую сталь.В зависимости от области применения эти металлы могут использоваться для уменьшения потребности в дополнительной защите от коррозии.

Защитные покрытия

Нанесение лакокрасочного покрытия — экономичный способ предотвращения коррозии. Покрытия краски действуют как барьер, предотвращающий передачу электрохимического заряда от коррозионного раствора к металлу под ним.

Другая возможность — нанесение порошкового покрытия. В этом процессе на чистую металлическую поверхность наносится сухой порошок.Затем металл нагревается, в результате чего порошок расплавляется в гладкую непрерывную пленку. Можно использовать ряд различных порошковых композиций, включая акрил, полиэфир, эпоксидную смолу, нейлон и уретан.

Меры по охране окружающей среды

Коррозия вызывается химической реакцией между металлом и газами в окружающей среде. Эти нежелательные реакции можно свести к минимуму, приняв меры по контролю за окружающей средой. Это может быть как простое уменьшение воздействия дождя или морской воды, так и более сложные меры, такие как контроль количества серы, хлора или кислорода в окружающей среде.Примером этого может быть обработка воды в водогрейных котлах умягчителями для регулирования жесткости, щелочности или содержания кислорода.

Жертвенные покрытия

Жертвенное покрытие включает покрытие металла дополнительным типом металла, который с большей вероятностью окисляется; отсюда и термин «жертвенное покрытие».

Существует два основных метода получения защитного покрытия: катодная защита и анодная защита.

Катодная защита
Наиболее распространенным примером катодной защиты является нанесение цинка на сталь, легированную железом, — процесс, известный как гальваника.Цинк — более активный металл, чем сталь, и когда он начинает разъедать, он окисляется, что замедляет коррозию стали. Этот метод известен как катодная защита, потому что он работает, делая сталь катодом электрохимической ячейки. Катодная защита используется для стальных трубопроводов, транспортирующих воду или топливо, резервуаров для водонагревателей, корпусов судов и морских нефтяных платформ.

Анодная защита
Анодная защита включает покрытие стали, легированной железом, менее активным металлом, например оловом.Олово не подвергается коррозии, поэтому сталь будет защищена, пока остается оловянное покрытие. Этот метод известен как анодная защита, потому что он делает сталь анодом электрохимической ячейки.

Анодная защита часто применяется для резервуаров из углеродистой стали, используемых для хранения серной кислоты и 50% каустической соды. В этих средах катодная защита не подходит из-за чрезвычайно высоких требований к току.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии — это химические вещества, которые вступают в реакцию с поверхностью металла или окружающими газами для подавления электрохимических реакций, ведущих к коррозии.Они работают, будучи нанесенными на поверхность металла, где образуют защитную пленку. Ингибиторы можно наносить в виде раствора или в виде защитного покрытия с использованием методов диспергирования. Ингибиторы коррозии обычно применяются с помощью процесса, известного как пассивация.

Пассивация
При пассивации легкий слой защитного материала, такого как оксид металла, создает защитный слой поверх металла, который действует как барьер против коррозии. На формирование этого слоя влияют pH окружающей среды, температура и химический состав окружающей среды.Ярким примером пассивации является Статуя Свободы, где образовалась сине-зеленая патина, которая фактически защищает медь под ней. Ингибиторы коррозии используются в нефтепереработке, химическом производстве и водоочистных сооружениях.

Конструктивное изменение

Изменения конструкции могут помочь уменьшить коррозию и повысить долговечность существующих защитных антикоррозионных покрытий. В идеале конструкции не должны улавливать пыль и воду, поощрять движение воздуха и избегать открытых щелей.Обеспечение доступности металла для регулярного обслуживания также увеличит срок службы.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

5 способов предотвращения коррозии металлических деталей

Ни один металл не является полностью защищенным от угрозы коррозии. Но можно замедлить, контролировать или остановить коррозию до того, как она вызовет проблему.

Существуют практические способы предотвращения коррозии металлических деталей. Инженеры могут включить контроль коррозии в процесс проектирования. Производители могут применять защитные барьеры от коррозии. Наконец, люди, использующие деталь, могут предпринять профилактические меры, чтобы продлить срок ее службы.

Запросить цену

Что такое коррозия?

Коррозия возникает, когда металл вступает в реакцию с окислителем в окружающей его среде.Эта химическая реакция может привести к разрушению металла со временем, потускнению его внешнего вида и нарушению его структурной целостности.

Каждый тип металла имеет разные электрохимические свойства. Эти свойства определяют типы коррозии, которой подвержена деталь. Например, железные инструменты подвержены ржавчине от длительного воздействия влаги, а медная крыша потускнеет под воздействием погоды. Хотя некоторые металлы лучше сопротивляются коррозии, чем другие (в зависимости от окружающей среды), ни один из них не свободен от всех типов коррозии.

Не существует универсального решения для предотвращения коррозии металлических деталей. С таким количеством типов металлов и тысячами возможных применений производители должны использовать различные методы для предотвращения и контроля коррозии в различных металлах.

Способы предотвращения коррозии металлических деталей

Предотвращение коррозии металлических деталей учитывается на всех этапах производственного процесса, от проектирования и изготовления до отделки и обслуживания.

Запросить цену

1. Конструкция

Контроль коррозии начинается еще на стадии проектирования. Если деталь предназначена для использования в среде, подверженной коррозии, производители должны проектировать деталь с учетом этого.

Например, части, подверженные воздействию элементов, должны позволять воде и мусору стекать, а не собираться на поверхности. Чтобы уменьшить щелевую коррозию, проектировщики должны устранить узкие зазоры, которые позволяют воздуху или жидкости проникать и застаиваться.Для агрессивных сред, например, в соленой воде, может быть целесообразно разработать некоторый допуск на коррозию.

2. Защитное покрытие

Покрытия

могут обеспечить слой защиты от коррозии, действуя как физический барьер между металлическими частями и окисляющими элементами в окружающей среде. Один из распространенных методов — гальванизация, при которой производители покрывают деталь тонким слоем цинка.

Порошковые покрытия — еще один эффективный способ предотвращения коррозии металлических деталей.При правильном применении порошковое покрытие может изолировать поверхность детали от окружающей среды для защиты от коррозии.

3. Экологический контроль

Многие факторы окружающей среды влияют на вероятность коррозии. Это помогает хранить металлические части в чистом и сухом месте, когда они не используются. Если вы собираетесь хранить их в течение длительного времени, подумайте об использовании методов контроля уровня серы, хлорида или кислорода в окружающей среде.

Гальваническая коррозия возникает, когда металлические детали с двумя разными потенциалами электрода находятся в контакте с электролитом, таким как соленая вода.Это вызывает коррозию металла с более высокой электродной активностью в месте контакта. Можно предотвратить гальваническую коррозию, если хранить эти детали отдельно. Этот эффект также может работать как антикоррозионная мера, как описано ниже.

Запросить цену

4. Катодная защита

Можно предотвратить коррозию, подавая на поверхность металла противоположный электрический ток. Один из методов катодной защиты — это приложенный ток с использованием внешнего протекания электрического тока для подавления коррозионного тока в детали.

Менее сложным методом катодной защиты от коррозии является использование расходуемого анода. Это включает в себя прикрепление небольшого реактивного металла к детали, которую вы хотите защитить. Ионы металла будут течь от химически активного металла к менее активной части, уменьшая коррозию за счет меньшей части.

5. Техническое обслуживание

Защитные покрытия, контроль окружающей среды и катодная защита — эффективные способы предотвращения коррозии металлических деталей.Однако эти меры ничто без постоянного обслуживания и мониторинга. Покрытия могут со временем изнашиваться; даже небольшие зазубрины и царапины могут привести к коррозии. Обязательно содержите детали в чистоте и при необходимости применяйте дополнительную защиту.

Предотвращение коррозии | Введение в химию

Цель обучения

• Обсудите общие профилактические меры, которые можно предпринять против коррозии металлической поверхности

Ключевые моменты

• Для возникновения коррозии необходимы три вещи: электролит, открытая металлическая поверхность и акцептор электронов.
• Коррозию можно предотвратить, сняв одно из этих условий.
• Покрытие металлической поверхности краской или эмалью создает барьер между металлом и влагой окружающей среды.
• Процесс покрытия металлической поверхности другим металлом, который с большей вероятностью окисляется, называется жертвенным покрытием.

Условия

• жертвенное покрытие Металлическое покрытие, которое подвержено окислению с большей вероятностью, чем металл, который оно защищает.
• цинкованиеДля покрытия металла тонким слоем электрохимическим способом; к гальванике.
• электролит: Вещество, которое в растворе или в расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.

Анализ коррозии

Мы узнали, что для анодной и катодной стадий коррозии необходимы три вещи: электролит, открытая металлическая поверхность и акцептор электронов. Отсюда следует, что мы можем предотвратить коррозию, удалив одно из этих важных условий.Самое простое условие для удаления — это оголенная металлическая поверхность.

Создание физического барьера

Покрытие металлической поверхности краской или эмалью создает барьер между металлом и влагой в окружающей среде, тем самым устраняя возможность контакта кислорода и влаги с металлом.

Жертвенные покрытия

Процесс покрытия металлической поверхности другим металлом, который с большей вероятностью окисляется, называется жертвенным покрытием.Сталь из сплава железа, подверженная коррозии, обычно покрывается цинком, более активным металлом, в процессе, известном как цинкование. Коррозия жертвенного цинка приводит к его окислению; железо восстанавливается, что делает его катодным и препятствует его коррозии.

Оцинкованная поверхность Защита сплавов железа покрытием из более активного металла посредством процесса цинкования предотвращает коррозию сплавов.

Контраст с предыдущим сценарием можно увидеть, когда железо или железный сплав покрывают менее активным металлом, например оловом.Пока оловянное покрытие остается неповрежденным, коррозия невозможна. Однако, если оловянное покрытие ухудшится, обнажая лежащий под ним металл, произойдет коррозия. Это связано с тем, что открытое железо подвергается окислению и становится анодным. Олово принимает электроны от окисленного железа, и соблюдаются три критерия коррозии.

Катодная защита

Еще один способ защиты от коррозии — создание постоянного отрицательного электрического заряда на металле. Этот метод называется катодной защитой.Катодная защита воспроизводит эффект жертвенного покрытия, но с более активным металлом. Источником отрицательного заряда обычно является внешний источник постоянного тока. Катодная защита используется, в частности, для защиты подземных топливных баков и трубопроводов.

Пассивация

Пассивация — это процесс, при котором на металлической поверхности образуется тонкая пленка продуктов коррозии, служащая барьером против окисления. На формирование пассивирующего слоя влияют pH окружающей среды, температура и химические условия.Статуя Свободы, например, покрыта сине-зеленой патиной, вызванной несколькими химическими реакциями, которая защищает металлическую медь под ней.

Анодирование

Анодирование — это еще одна обработка поверхности, защищающая от коррозии. Защищаемый металл покрывается специальным веществом, а электрохимические условия регулируются таким образом, чтобы в оксидной пленке металла появлялись однородные поры шириной несколько нанометров. Эти поры позволяют образовываться оксидной пленке, более толстой, чем пассивирующий слой.Полученный защитный слой очень твердый и очень эластичный.

Жертвенная защита анода

По тому же принципу, что и временное пленочное покрытие, расходуемый анод, сделанный из металла, более активного, чем металл, который вы хотите защитить, можно использовать для предотвращения коррозии металлических конструкций, находящихся под водой или под землей. Жертвенный анод подвергнется коррозии раньше, чем металл, который он защищает. Однако, как только расходуемый анод подвергнется коррозии, его необходимо заменить; в противном случае металл, который она защищает, тоже начнет разъедать.

Катодная защита предотвращает коррозию Гальванический расходный анод, прикрепленный к корпусу корабля; Здесь протекторный анод показывает коррозию, а металл, к которому он прикреплен, — нет. Анод, кусок более электрохимически «активного» металла, прикрепляется к уязвимой поверхности металла, где он подвергается воздействию электролита; потенциал уязвимой поверхности поляризован, чтобы быть более отрицательным, пока поверхность не будет иметь однородный потенциал. На этом этапе устраняется движущая сила реакции коррозии с защищаемой поверхностью.Гальванический анод продолжает корродировать, расходуя материал анода, пока в конечном итоге его не нужно будет заменить, но катодный материал защищен.

Коррозия представляет реальную угрозу целостности личного имущества, а также мостов, дорог и другой общественной инфраструктуры. Понимание и реализация стратегий предотвращения коррозии уменьшит как экономический ущерб, так и ущерб, связанный с безопасностью, связанный с процессом.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Как предотвратить коррозию — специальные материалы для трубопроводов

Предотвращение коррозии — это то, над чем инженеры во всем мире тратят много часов. По данным NACE International, ежегодно в мире из-за коррозии теряется около 2,5 триллиона долларов США, что составляет более 3 процентов мирового ВВП.

Хотя очевидно, что это имеет значительные финансовые последствия, опасения по поводу коррозии металла также создают проблемы для безопасности и здоровья.Это возвращает нас к тому, почему так важно стараться максимально предотвратить коррозию.

Коррозия металла — это естественное явление, для которого необходимы три условия: влажность, металлическая поверхность и окислитель, называемый акцептором электронов. Коррозия превращает поверхность химически активного металла в другую форму, которая является оксидом, гидроксидом или сульфидом. Общеизвестной формой коррозии является ржавчина.

Корродированный металл не только влияет на металлическую структуру, но также может повлиять на людей, использующих предмет или предметы, находящиеся в непосредственной близости от металла.В худшем случае коррозия металла может привести к обрушению зданий и мостов, протечкам труб и медицинским имплантантам, отравляющим кровь людей.

Хотя все металлы подвержены коррозии, некоторые металлы, например чистое железо, корродируют гораздо быстрее, чем другие. Однако железо можно комбинировать с другими сплавами, чтобы получить нержавеющую сталь, которая гораздо лучше противостоит коррозии.

Считается, что примерно 25-30% коррозии можно предотвратить с помощью подходящих методов защиты.

В целом, вы можете предотвратить коррозию, выбрав правильный тип металла, защитные покрытия, меры по охране окружающей среды, защитные покрытия, ингибиторы коррозии, металлическое покрытие и модификацию конструкции для вашего проекта.

Выберите подходящий тип металла

Один из самых простых способов предотвратить коррозию — использовать коррозионно-стойкий металл, такой как нержавеющая сталь, дуплекс, супердуплекс, никелевый сплав или 6% молибден.

Эти металлы настолько хорошо изготовлены, что обладают более высокой устойчивостью к коррозии, а их использование снижает необходимость в дополнительных мерах по защите от коррозии.

В Special Piping Materials мы поставляем продукцию, изготовленную из некоторых из наиболее эффективных доступных материалов — нержавеющей стали, дуплексной, супердуплексной, 6% молибдена и никелевых сплавов. Наши клиенты выбирают разные материалы для различных сред, при этом одним из основных факторов является вероятность коррозии.

Защитные покрытия

Другой способ предотвращения коррозии — нанесение покрытия специальной защитной краской.Лакокрасочные покрытия могут действовать как барьер, предотвращающий передачу электрохимического заряда коррозионному раствору и металлу под ним.

Другой способ сделать это — нанести порошковое покрытие на чистую металлическую поверхность. Металл нагревается, чтобы сплавить порошок в гладкую непрерывную пленку, которая действует как коррозионно-стойкий барьер. Можно использовать множество различных порошковых композиций, таких как акрил, полиэфир, эпоксидная смола, нейлон и уретан.

Меры по охране окружающей среды

Коррозия, безусловно, вызвана окружающей средой, в которой находится металл, поскольку химическая реакция, которая происходит, происходит из-за реакции металла с жидкостями и газами в окружающей среде.

Таким образом, контроль за окружающей средой может помочь свести к минимуму эти реакции. Это может быть так же просто, как уменьшение воздействия дождя или морской воды, или могут быть предприняты шаги для уменьшения количества серы, хлора или кислорода в этом районе. Например, обработка воды в водогрейных котлах для регулирования жесткости, щелочности или содержания кислорода перед воздействием этой воды на металл будет иметь большое значение для предотвращения коррозии.

Жертвенные покрытия

Жертвенное покрытие для предотвращения коррозии означает покрытие металла дополнительным типом металла, который может окисляться — вы жертвуете этим верхним слоем, чтобы защитить металл под ним.

Существует два основных метода нанесения защитного покрытия:

1. Катодная защита: Катодная защита работает, делая сталь катодом электрохимической ячейки. Наиболее распространенным примером катодной защиты является покрытие цинком на железной легированной стали — этот процесс известен как цинкование. Цинк — более активный металл, и поэтому, когда он корродирует, он замедляет коррозию стали. Катодная защита регулярно используется для стальных трубопроводов, транспортирующих воду или топливо, резервуаров для водонагревателей, корпусов судов и морских нефтяных платформ.
2. Анодная защита: Анодная защита является противоположностью катодной защиты и работает, делая сталь анодом электрохимического элемента. Обычный способ сделать это — покрыть сталь из сплава железа менее активным металлом, например оловом. Олово не подвергается коррозии, поэтому сталь будет защищена, пока остается оловянное покрытие. Анодная защита часто используется в резервуарах для хранения из углеродистой стали, которые используются для хранения серной кислоты и 50% каустической соды.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии — это химические вещества, которые выбираются для взаимодействия с поверхностью металла или окружающих газов и, следовательно, подавления электрохимических реакций, которые могут привести к коррозии.Когда они наносятся на поверхность металла, они образуют защитную пленку. Ингибиторы можно наносить в виде раствора или в виде защитного покрытия с использованием методов диспергирования.

Ингибиторы коррозии обычно наносятся с помощью процесса, известного как пассивация. Примером пассивации является Статуя Свободы, где фирменный сине-зеленый оттенок металла на самом деле защищает медь под ней.

Металлическое покрытие

Покрытие очень похоже на покрытие, поскольку на металл, который вы действительно хотите защитить, наносится тонкий слой металла.Металлический слой не только предотвращает коррозию, но и обеспечивает эстетичный внешний вид.

Есть четыре типа металлического покрытия:

1. Гальваника: Когда тонкий слой металла, такого как хром или никель, наносится на металл подложки через ванну с электролитом.
2. Механическое покрытие: включает в себя холодную сварку металлического порошка с металлом основы.
3. Без применения электролита: Металлическое покрытие, такое как никель или кобальт, наносится на металлическую основу с помощью неэлектрической химической реакции.
4. Горячее погружение: Простейший метод нанесения покрытия, при котором субстрат погружается в ванну с расплавом защитного металла.

Модификация конструкции

Изменение дизайна проекта может оказать значительное влияние на предотвращение коррозии, поскольку оно работает, устраняя возможные причины коррозии. Он не только препятствует коррозии, но также может значительно улучшить долговечность любых защитных антикоррозионных покрытий, нанесенных на используемые продукты.

Как правило, конструкции, в которых используются металлы, подверженные коррозии, должны быть оптимизированы, чтобы гарантировать, что пыль и вода не задерживаются, поощряется движение воздуха и избегаются открытые щели.

Проектирование конструкции, обеспечивающей легкий доступ к металлу для регулярного обслуживания, также является хорошей практикой и поможет предотвратить коррозию и продлить срок службы используемых металлов.

# Специальные материалы для трубопроводов # Нефть # Газ # Нефть #OilandGas # Энергия # Коррозия # Предотвращение коррозии

Защита от коррозии — обзор

15.1.1 Профилактическое обслуживание и методы защиты от коррозии

Для судовых и морских конструкций коррозия и ее предотвращение являются серьезной проблемой. Затраты на предотвращение коррозии связаны с условиями воздействия, плановым осмотром и обслуживанием, проектированием деталей конструкции, спецификацией защиты и т. Д. На стоимость начальной защиты от коррозии влияют детали стальных конструкций, но все больше и больше могут быть затраты на техническое обслуживание и характеристики системы защиты от коррозии. существенно пострадали.Следовательно, проще и экономичнее спроектировать конструкцию, соответствующую методу защиты, чем предпринимать поздние меры против коррозии.

Прежде чем решать, как защитить какую-либо конструкцию, необходимо определить тип коррозии с учетом конкретной среды (условий) в течение срока службы судна. Морская среда — это общая формулировка, поскольку в ней необходимо указать, например, всегда ли конструкция является сухой, влажной или находится в зоне брызг, могут ли существовать остаточные бассейны, существует ли локальное загрязнение, такое как отбросы и ил, что делает среду более агрессивной. , может ли эрозия возникнуть из-за погрузочно-разгрузочных операций, захвата, кавитации и т. д.и следует ли исключить использование определенных покрытий или систем защиты в определенных областях из-за производственных потребностей или по другим причинам.

Методы защиты от коррозии можно разделить на несколько категорий. Они только затронуты ниже, хотя общее подразделение систем защиты от коррозии находится между:

•

пассивными методами, то есть системами, предотвращающими химическую реакцию, и

•

активными методами, i .е. системы, изменяющие химическую реакцию путем модификации задействованных реагентов.

Действительно, правильное проектирование конструкции и выбор строительного материала — это первый метод профилактики коррозии, который строго не классифицируется как активный или пассивный.

Хороший дизайн конструкций должен учитывать устранение углов и острых зазубрин, избегать стоячей воды и грязи или недоступных участков, обеспечивать дренаж, обеспечивать безопасный и легкий доступ к конструкции и вокруг нее, что облегчает осмотры и нанесение покрытий, а также обеспечивает адекватный запас коррозии. и т.п.С другой стороны, выбор системы защиты от коррозии должен соответствовать характеристикам защищаемой конструкции с учетом ее эффективного и экономичного обслуживания.

Любые недоступные участки требуют защитной системы, рассчитанной на необходимый срок службы конструкции, например заполнение таких участков инертным материалом во избежание контакта с атмосферой.

В целом сварные швы более подвержены коррозии. Как нетрудно заметить, корабельные конструкции включают несколько километров сварных швов.Современные конструкции сварных швов исключают прерывистую или точечную сварку еще и потому, что она более подвержена коррозии, чем непрерывная сварка. Шлифование стыковых и угловых швов может дополнительно улучшить коррозионную стойкость швов благодаря лучшему нанесению покрытия.

Выбор правильного материала для конкретной среды является решающим моментом: как широко известно, морская среда очень агрессивна, а некоторые типы грузов в цистернах и трюмах еще хуже. В целом, согласно результатам изысканий, периодическая замена части конструкций, корродированных сверх допустимых пределов, является экономически эффективным решением, принятым проектировщиками, так как использование коррозионностойкого материала для всей конструкции корпуса экономически нецелесообразно.Стальные суда и морские сооружения строятся из углеродистой стали, а допуски на коррозию устанавливаются правилами классификационных обществ. Такие запасы выводятся на основе статистических данных с судов, находящихся в эксплуатации, и поэтому на рассчитанные скорости коррозии также влияют эффекты обычно применяемых систем защиты, то есть покрытий и катодной защиты.

Нержавеющая сталь слишком дорога и поэтому используется в особых случаях только на судах и морских сооружениях, например поверхности грузовых танков танкеров-химовозов.Кроме того, строительные и сварочные процессы требуют более высокой точности и навыков. Несомненно, для определения типа нержавеющей стали требуется консультация специалиста сталелитейной промышленности.

Пассивные методы (покрытия)

Покрытия — это широкая категория, включающая органические, неорганические, металлические и неметаллические покрытия: они представляют собой смесь смол, пигментов, наполнителей и растворителей, которые образуют жидкость для нанесения на поверхность состав. Некоторые книги специально посвящены защитным покрытиям и связанным с ними темам, например.грамм. Ref. [1]; некоторые примечания вкратце напоминаются ниже для целей этой главы.

Смолы — это продукты с высокой молекулярной массой, в которых расплавляются пигменты и наполнители: первые представляют собой красители или ингибиторы, вторые увеличивают плотность и сопротивление истиранию покрытия. Растворители являются диспергирующей средой и очень важны в процессе сушки и отверждения.

Различные типы покрытий подразделяются на категории в зависимости от их основных компонентов: асфальты, масла, алкиды, акрилы, винил, эпоксидная смола, уретан, необрастающие, богатые цинком или металлические покрытия.

Покрытия также делятся на две основные категории: термореактивные и термопласты. После высыхания термореактивный химический состав отличается от влажной краски и не может быть удален растворителем. Влажные и сухие термопласты отличаются только отсутствием растворителя в сухом покрытии и могут быть удалены простым повторным введением растворителя в сухое связующее и пигмент. Поскольку термопласты можно удалить с помощью растворителей, их использование в резервуарах ограничено из-за потенциального присутствия углеводородных растворителей.

Обычно в системе покрытия минимум три слоя: грунтовка, грунтовка и финиш [7]. Грунтовки способствуют сцеплению с поверхностью и защищают от коррозии. Грунтовки обеспечивают правильную цветовую основу для отделки, придерживаясь грунтовки и многого другого. Они обеспечивают второй барьер, если сталь обнажится в результате повреждения или эрозии. Одна из важных особенностей — обеспечение толщины сухой пленки. Покрытие обеспечивает требуемый цвет и гладкость, а также стойкость к атмосферным воздействиям, истиранию и химическим воздействиям, в зависимости от обстоятельств.

Преимущества покрытий, отвечающих требованиям судовых и морских сооружений, заключаются в следующем.

•

У них предсказуемый срок службы при точной оценке окружающей среды.

•

Не влияют на механические свойства конструкционных материалов.

•

Могут применяться для геометрически сложных конструкций.

•

Они защищают от большинства сред и условий.

•

Окрасочное оборудование широко доступно.

•

Большинство красок легко наносить, ремонтировать и обслуживать.

Традиционными, недорогими и легкодоступными покрытиями, наносимыми на морские конструкции, являются битум и каменноугольная смола. В настоящее время наиболее распространенным видом защиты являются модифицированные каменноугольные эпоксидные покрытия. Эпоксидная смола обеспечивает хорошую стойкость к воде и другим химическим веществам и обладает превосходной адгезией. Свойства материала эпоксидной смолы можно варьировать в зависимости от области применения, в зависимости от того, как она смешивается, хотя контроль химических реакций — это очень специализированный вопрос.

Разрушение эпоксидных покрытий обычно происходит постепенно с течением времени. Однако под воздействием напряжения различия в когезионной прочности и удлинении между сталью и пленкой покрытия могут вызвать растрескивание. Язвы и бороздки будут происходить, иногда с очень высокой скоростью, в процессе разрушения покрытия.

Антикоррозийные покрытия работают по трем основным принципам, первый из которых — это эффект разделения, который заключается в простом разделении химических веществ. Второй принцип — это эффект ингибитора: грунтовки, наносимые на поверхность, иногда содержат антикоррозийный пигмент, такой как хромат цинка, фосфат цинка или неорганический цинк.Третий принцип — это жертвенный эффект: в жертвенных покрытиях используется металл (обычно цинк), анодный по отношению к стали (или строительному материалу). В присутствии электролита устанавливается гальванический элемент, и вместо металла коррозирует металлическое покрытие. Концепция защитных покрытий во многом схожа с принципом ингибирующего покрытия. Однако в случае покрытий, богатых цинком, цинк действует как анод для стали, и в случае разрыва пленки покрытия стальная подложка все еще остается защищенной.

Поверхность стали при использовании покрытия с высоким содержанием цинка должна быть более чистой, чем при использовании других пигментов, поскольку для возникновения гальванического воздействия должен быть хороший контакт между краской и пластиной. Следовательно, затраты на подготовку поверхности выше. Обычно судостроительные верфи применяют пескоструйную очистку, но ее может быть недостаточно для этих типов покрытий. Главный недостаток заключается в том, что цинк быстро расходуется при разрушении покрытия. Эпоксидная смола является предпочтительным выбором также для повторного покрытия существующих конструкций, потому что трудно добиться необходимой подготовки поверхности для покрытий с высоким содержанием цинка на корродированных стальных поверхностях.Действительно, в унифицированном требовании UR Z.9 МАКО [8] для грузовых трюмов указывается «эпоксидная смола или ее эквивалент» для использования в качестве защитного покрытия на всех поверхностях конструкций корпуса и поперечных переборок, включая соответствующие элементы жесткости.

Следует безоговорочно следовать процедурам, рекомендованным производителем покрытия. Одним из наиболее важных факторов является подготовка перед нанесением покрытия. Основное требование к обычным покрытиям заключается в том, чтобы они наносились на чистую, сухую поверхность, свободную от водорастворимых материалов, таких как хлорид натрия, которые могут вызвать образование пузырей, растворимых солей двухвалентного железа, которые инициируют ржавление стали, и масляных остатков, которые уменьшают адгезию. нанесенных покрытий.По определению производителя покрытия, степень шероховатости поверхности, достигаемая струйной очисткой, контролем влажности и температуры воздуха и стали во время нанесения вместе с надлежащим уходом за поверхностью во время отверждения, может обеспечить долговечность покрытия. Пока на нанесение краски сильно влияют погодные условия.

Подготовка поверхности имеет большое значение при определении эффективности системы покрытия. Для металлических покрытий это обычно является неотъемлемой частью производственного процесса и включено в соответствующие стандарты.Помимо органов по стандартизации, существуют специальные организации, участвующие в разработке стандартов для подготовки поверхности, например Совет по окраске стальных конструкций (SSPC) и Национальная ассоциация инженеров по коррозии (NACE). Сравнительная таблица подготовки поверхности покрытия, включая полный список исходных стандартов, выпущенных основными органами по стандартизации, получена из Рек. № 87 [7] (см. Таблицу 15.1).

Таблица 15.1. Сравнение стандартов пескоструйной обработки

0 NACE 9055 NACE 9055 NACE TM170-1

(из Рек. № 87 [7] МАКО)

Кроме того, чистота поверхности промышленной струйной очисткой соответствует SSPC SP- 6, SSI Sa 2 и NACE № 3. Поверхность, очищенная струйной очисткой щеткой, соответствует SSPC SP-7, SSI Sa 1 и NACE № 4. Кроме того, стандарты ISO (ISO-8501, ISO-8502, ISO-8503 и ISO-8504) подробно рассматривают этот вопрос. Немаловажное значение в процессе нанесения покрытия имеет нанесение полос вручную (рис.15.1), когда художник вручную покрывает кистью все углы, детали и края. Было обнаружено, что покрытия имеют тенденцию быть более тонкими по краям. Поверхностное натяжение приводит к отрыву высыхающего покрытия от острых краев. Ручная разметка служит дополнительным покрытием на этих участках.

15.1. (а) Нанесение полос на ткани вручную; (б) необходимо шлифование обработанных кромок перед ручной зачисткой.

Определенные формы, такие как прокатные профили и, особенно, полыньи, имеют преимущества по сравнению с готовыми профилями с учетом покрытия и коррозии.Катаные профили обычно имеют закругленные края, тогда как готовые профили имеют более острые обрезанные края и требуют большего внимания в отношении шлифовки краев и сварных швов.

Активные методы (катодная защита и ингибиторы)

Затраты на покраску зависят от окрашиваемой площади, в то время как затраты на цинкование зависят от веса стали. Таким образом, цинкование становится более привлекательной альтернативой для конструкций с большой площадью поверхности. В мокрых танках и подводном корпусе корпуса покрытие может сочетаться с активной защитой, которая в таком случае рассматривается как дополнительная защита.Такая защита должна быть разработана таким образом, чтобы не повредить покрытие, т.е. покрытие и активные системы должны быть совместимы.

Наиболее известным активным методом защиты от коррозии является катодная защита, но существуют и другие методы, например, приложенные токи и электрическая изоляция. Катодная защита основана на том факте, что если всю поверхность металла можно сделать катодной с помощью внешнего электрода, то коррозия не произойдет. Явление гальванической коррозии является основой катодной защиты от коррозии: защищаемая конструкция выполнена в виде катода.Например, если в морской воде соединить железо и медь, железо подвергнется коррозии; При подключении куска цинка в систему ток течет от цинка к железу и меди, и железо превращается в катод, т.е. не подверженный коррозии полюс в электрохимической ячейке (см. рис. 15.2).

15.2. (a) Отработанный цинк и (b) новый цинк, только что приваренный к корпусу трюма пристыкованного судна.

Катодная защита с использованием расходуемых анодов — широко используемый метод защиты стальных конструкций в условиях погружения, но установка системы катодной защиты на погруженных или полупогруженных конструкциях требует консультации специалиста.

Катодная защита требует минимального обслуживания. Нормальный расчетный срок службы анода составляет около пяти лет, что соответствует замене при каждом специальном обследовании. Исследования показали, что аноды в большинстве случаев самоочищаются [19]. По возможности следует контролировать отходы анодов и время от времени заменять аноды, прежде чем они будут полностью выброшены. У расходуемых анодов есть два недостатка. Во-первых, расходуемые аноды ограничены средами с подходящей проводимостью.Защищена только сталь, погруженная в морскую воду, то есть бортовые корпуса и балластные цистерны. Во-вторых, эффективность анодов ограничивается, если аноды покрыты отходами.

Для больших судов и морских сооружений иногда используются системы наложенного тока (см. Рис. 15.3). В этих системах анод инертен, например графит или титан, и источник постоянного тока обеспечивает напряжение. Такой метод требует специальных навыков, так как неправильное обращение с ним может привести к ускоренной коррозии вместо защиты.На структуру обычно наносят покрытие, потому что ток, необходимый для защиты структуры без покрытия, будет слишком большим, чтобы сделать метод экономичным. Таким образом, покрытие является главной защитой с помощью защиты от подаваемого тока от разрывов покрытия.

15.3. Система защиты от наложенного тока.

(любезно предоставлено Sanitrade srl)

Электрическая изоляция увеличивает сопротивление в некоторой части ячейки коррозии, уменьшая ток и, следовательно, скорость коррозии. Этот метод цитировался с тех пор в морской воде, т.е.е. для судов и морских сооружений применяется только в особых случаях, например, изоляция разнородных металлов друг от друга, например алюминия от стали, исключает риск гальванической коррозии. Скорее, морская вода является хорошим проводником электричества, и гальваническая коррозия довольно часто возникает в трубах и морских резервуарах, где могут использоваться различные металлы. Однако при рассмотрении системы активной защиты следует помнить о трех моментах.

•

Для выполнения своей работы расходуемые аноды должны подвергаться коррозии! Они требуют регулярного осмотра, чтобы убедиться, что они заменены, прежде чем они полностью исчезнут.

•

Анодов должно быть достаточно, чтобы обеспечить правильную плотность тока по всей защищаемой поверхности. Грубые формулы для расчета веса анода приведены в [3]. [19].

•

В системах, использующих внешний источник постоянного тока, важна полярность электрического подключения. Перепутанные соединения могут вызвать очень быструю коррозию элемента, который система должна защищать.

Методы, советы и решения для остановки и предотвращения коррозии металлов

Методы остановки и предотвращения коррозии металлов

Коррозия металла возникает, когда металл подвергается воздействию влаги и других элементов или химикатов.Хотя в целом это естественный процесс, он может привести к серьезному ухудшению функциональности и эстетики металлических изделий. Какой бы ни была причина вашего желания остановить и предотвратить коррозию металлов, вот несколько полезных способов предотвращения коррозии металлов :

• Обратитесь к некоррозионным металлам, таким как алюминий и нержавеющая сталь.
• Следите за тем, чтобы область вокруг металлической поверхности была сухой.
• Используйте осушители и влагонепроницаемые продукты.
• Убедитесь, что подземные трубопроводы проложены в слое засыпки, например, известняка.
• Регулярно очищайте электрические компоненты.

Выполнение этих простых шагов может продлить жизнь металлу и остановить коррозию металлов на их следах. Имейте в виду, что весь металл требует ухода. Используйте эти методы часто, чтобы предотвратить коррозию металлов .

Дополнительные способы предотвращения коррозии металла

Помимо приведенных выше предложений, существуют методы обработки металла, которые могут остановить коррозию металлов до того, как она начнется; например, покрытие из консистентной смазки или масла на металлической поверхности.Покраска — еще один метод предотвращения коррозии металла. Также рассмотрите возможность использования катодной защиты для предотвращения коррозии основных металлических деталей.

Покрытие из углеродного волокна для предотвращения коррозии металла

Покрытие из углеродного волокна — еще один отличный метод для предотвращения коррозии металлов . В этом процессе листы углеродного волокна герметизируются вокруг и часто внутри металлической трубы или на любой металлической поверхности. Это не только помогает предотвратить коррозию, но и укрепляет металл, предотвращает образование трещин и предотвращает образование утечек.

Компания HJ3 Composite Technologies, предлагающая несколько продуктов и методов для предотвращения коррозии металлов, является авторитетным специалистом в области нанесения покрытий из углеродного волокна. Если вас беспокоит состояние вашего металла, позвоните нам сегодня.

.