Тема 8. Коррозия металлов и способы защиты от неё. Коррозия металлов и способы защиты от нее

Тема 8. Коррозия металлов и способы защиты от неё

Литература: [1] c. 310-336; [2] с. 554-560

Теоретические основы

Коррозией называется самопроизвольное разрушением металлов и сплавов под действием окружающей среды. Характер и скорость коррозии определяется природой металла, составом среды, а также наличием примесей в металле и структурой его поверхности. В зависимости от природы среды, в которой находится металл, коррозию условно делят на два вида - химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает в среде неэлектролита, т.е. в сухих газах и парах при высокой температуре, когда невозможна конденсация влаги на поверхности металла (газовая коррозия), или в жидком неэлектролите (например, нефтепродукты, в которых присутствуют хлор- или серосодержащие вещества).

Электрохимическая коррозия происходит в средах, проводящих электрический ток - в растворах электролитов, во влажной атмосфере, в почве и т.п. Согласно теории микрогальванических элементов электрохимическая коррозия объясняется тем, что на отдельных участках металлической поверхности возникают разные по величине электродные потенциалы. Причиной этого является неоднородность поверхности: металлические и неметаллические примеси, оксидные и солевые плёнки, загрязнения, контакт разных металлов и т.д.

При контакте двух разных металлов или при наличии металлической примеси катодом является менее активный металл, у которого больше электродный потенциал. Более активный металл, поляризуясь анодно, окисляется и подвергается разрушению:

Мео  n = Men+.

Катодный процесс при электрохимической коррозии, называемый деполяризацией, представляет собой восстановление окислителя, содержащегося в электролите.

В кислой среде это преимущественно катионы водорода:

2Не+ + 2 = Н2 (водородная деполяризация).

В нейтральной и щелочной среде идёт восстановление растворённого кислорода:

О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН (кислородная деполяризация).

Пример. Написать уравнения процессов, происходящих при коррозии железа, содержащего примеси меди, в разбавленной соляной кислоте.

Ответ. В местах контакта железа с включениями меди в растворе соляной кислоты образуются микрогальванические элементы, которые можно представить схемой:

()Fe HCl Cu(+). Исходя из положения металлов в ряду напряжений, заключаем, что железо более активно ( оFe=  0.44 В) и в образующейся гальванопаре является анодом, а менее активная медь ( оCu= + 0.34 В)  катодом. Поэтому железо окисляется, а на катоде происходит восстановление ионов водорода:

А: Fео  2 = Fe2+

K(Cu) : 2Не+ + 2 = Н2

Суммарное уравнение: Fe + 2HCl  FeCl2 + h3. Коррозии подвергается железо.

Для предупреждения коррозии и защиты от неё используются разнообразные методы: электрохимическая защита, применение химически стойких сплавов, обработка коррозионной среды, металлические и неметаллические покрытия, обработка поверхности металла. Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (Zn, Cd, Al, Ni, Cu, Cr, Ag и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.). По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их подразделяют на катодные и анодные.

Катодными называются покрытия, в которых металл покрытия менее активен, т.е. имеет более положительное значение стандартного электродного потенциала, чем защищаемый металл. Катодные покрытия на стали образуют медь, никель, олово и др. В случае механического повреждения такого покрытия возникает гальваническая пара, в которой анодом является железо, а катодом - металл покрытия. Например, коррозия лужёного (покрытого оловом) железа при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе описывается следующими уравнениями электродных процессов:

А: Fео  2 = Fe2+

K(Sn) : О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН

Суммарное уравнение: 2Fe + 2Н2О + О2  2Fe(OH)2

4Fe(OH)2 +2Н2О + О2  4Fe(OH)3

Т.о., железо окисляется и разрушается.

Анодные покрытия образуют металлы, обладающие более отрицательными электродными потенциалами, чем защищаемый металл, например покрытие железа цинком. При механическом повреждении цинкового покрытия возникает гальваническая пара, в которой железо служит катодом, а цинк - анодом, т.е. цинк окисляется, а железо остаётся защищённым до тех пор, пока не разрушится весь материал покрытия.

Уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии оцинкованного железа во влажном воздухе, имеют вид:

А: Znо  2 = Zn2+

K(Fe) : О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН

Суммарное уравнение: 2Zn + 2Н2О + О2  2Zn(OH)2

studfiles.net

Тема 8. Коррозия металлов и способы защиты от неё

Литература: [1] c. 310-336; [2] с. 554-560

Теоретические основы

Коррозией называется самопроизвольное разрушением металлов и сплавов под действием окружающей среды. Характер и скорость коррозии определяется природой металла, составом среды, а также наличием примесей в металле и структурой его поверхности. В зависимости от природы среды, в которой находится металл, коррозию условно делят на два вида - химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает в среде неэлектролита, т.е. в сухих газах и парах при высокой температуре, когда невозможна конденсация влаги на поверхности металла (газовая коррозия), или в жидком неэлектролите (например, нефтепродукты, в которых присутствуют хлор- или серосодержащие вещества).

Электрохимическая коррозия происходит в средах, проводящих электрический ток - в растворах электролитов, во влажной атмосфере, в почве и т.п. Согласно теории микрогальванических элементов электрохимическая коррозия объясняется тем, что на отдельных участках металлической поверхности возникают разные по величине электродные потенциалы. Причиной этого является неоднородность поверхности: металлические и неметаллические примеси, оксидные и солевые плёнки, загрязнения, контакт разных металлов и т.д.

При контакте двух разных металлов или при наличии металлической примеси катодом является менее активный металл, у которого больше электродный потенциал. Более активный металл, поляризуясь анодно, окисляется и подвергается разрушению:

Мео  n = Men+.

Катодный процесс при электрохимической коррозии, называемый деполяризацией, представляет собой восстановление окислителя, содержащегося в электролите.

В кислой среде это преимущественно катионы водорода:

2Не+ + 2 = Н2 (водородная деполяризация).

В нейтральной и щелочной среде идёт восстановление растворённого кислорода:

О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН (кислородная деполяризация).

Пример. Написать уравнения процессов, происходящих при коррозии железа, содержащего примеси меди, в разбавленной соляной кислоте.

Ответ. В местах контакта железа с включениями меди в растворе соляной кислоты образуются микрогальванические элементы, которые можно представить схемой:

()Fe HCl Cu(+). Исходя из положения металлов в ряду напряжений, заключаем, что железо более активно ( оFe=  0.44 В) и в образующейся гальванопаре является анодом, а менее активная медь ( оCu= + 0.34 В)  катодом. Поэтому железо окисляется, а на катоде происходит восстановление ионов водорода:

А: Fео  2 = Fe2+

K(Cu) : 2Не+ + 2 = Н2

Суммарное уравнение: Fe + 2HCl  FeCl2 + h3. Коррозии подвергается железо.

Для предупреждения коррозии и защиты от неё используются разнообразные методы: электрохимическая защита, применение химически стойких сплавов, обработка коррозионной среды, металлические и неметаллические покрытия, обработка поверхности металла. Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (Zn, Cd, Al, Ni, Cu, Cr, Ag и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.). По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их подразделяют на катодные и анодные.

Катодными называются покрытия, в которых металл покрытия менее активен, т.е. имеет более положительное значение стандартного электродного потенциала, чем защищаемый металл. Катодные покрытия на стали образуют медь, никель, олово и др. В случае механического повреждения такого покрытия возникает гальваническая пара, в которой анодом является железо, а катодом - металл покрытия. Например, коррозия лужёного (покрытого оловом) железа при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе описывается следующими уравнениями электродных процессов:

А: Fео  2 = Fe2+

K(Sn) : О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН

Суммарное уравнение: 2Fe + 2Н2О + О2  2Fe(OH)2

4Fe(OH)2 +2Н2О + О2  4Fe(OH)3

Т.о., железо окисляется и разрушается.

Анодные покрытия образуют металлы, обладающие более отрицательными электродными потенциалами, чем защищаемый металл, например покрытие железа цинком. При механическом повреждении цинкового покрытия возникает гальваническая пара, в которой железо служит катодом, а цинк - анодом, т.е. цинк окисляется, а железо остаётся защищённым до тех пор, пока не разрушится весь материал покрытия.

Уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии оцинкованного железа во влажном воздухе, имеют вид:

А: Znо  2 = Zn2+

K(Fe) : О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН

Суммарное уравнение: 2Zn + 2Н2О + О2  2Zn(OH)2

studfiles.net

Тема 8. Коррозия металлов и способы защиты от неё

Литература: [1] c. 310-336; [2] с. 554-560

Теоретические основы

Коррозией называется самопроизвольное разрушением металлов и сплавов под действием окружающей среды. Характер и скорость коррозии определяется природой металла, составом среды, а также наличием примесей в металле и структурой его поверхности. В зависимости от природы среды, в которой находится металл, коррозию условно делят на два вида - химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает в среде неэлектролита, т.е. в сухих газах и парах при высокой температуре, когда невозможна конденсация влаги на поверхности металла (газовая коррозия), или в жидком неэлектролите (например, нефтепродукты, в которых присутствуют хлор- или серосодержащие вещества).

Электрохимическая коррозия происходит в средах, проводящих электрический ток - в растворах электролитов, во влажной атмосфере, в почве и т.п. Согласно теории микрогальванических элементов электрохимическая коррозия объясняется тем, что на отдельных участках металлической поверхности возникают разные по величине электродные потенциалы. Причиной этого является неоднородность поверхности: металлические и неметаллические примеси, оксидные и солевые плёнки, загрязнения, контакт разных металлов и т.д.

При контакте двух разных металлов или при наличии металлической примеси катодом является менее активный металл, у которого больше электродный потенциал. Более активный металл, поляризуясь анодно, окисляется и подвергается разрушению:

.

Катодный процесс при электрохимической коррозии, называемый деполяризацией, представляет собой восстановление окислителя, содержащегося в электролите.

В кислой среде в отсутствие кислорода воздуха это преимущественно катионы водорода:

(водородная деполяризация).

В нейтральной и щелочной среде в воде, содержащей растворённый кислород, идёт его восстановление:

(кислородная деполяризация).

Пример. Написать уравнения процессов, происходящих при коррозии железа, содержащего примеси меди, в разбавленной соляной кислоте.

Ответ. В местах контакта железа с включениями меди в растворе соляной кислоты образуются микрогальванические элементы, которые можно представить схемой:

Коррозии подвергается железо.

Для предупреждения коррозии и защиты от неё используются разнообразные методы: электрохимическая защита, применение химически стойких сплавов, обработка коррозионной среды, металлические и неметаллические покрытия, обработка поверхности металла. Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (Zn, Cd, Al, Ni, Cu, Cr, Ag и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.). По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их подразделяют на катодные и анодные.

Катодными называются покрытия, в которых металл покрытия менее активен, т.е. имеет более положительное значение стандартного электродного потенциала, чем защищаемый металл. Катодные покрытия на стали образуют медь, никель, олово и др. В случае механического повреждения такого покрытия возникает гальваническая пара, в которой анодом является железо, а катодом - металл покрытия. Например, коррозия лужёного (покрытого оловом) железа при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе описывается следующими уравнениями электродных процессов:

Т.о., железо окисляется и разрушается.

Анодные покрытия образуют металлы, обладающие более отрицательными электродными потенциалами, чем защищаемый металл, например покрытие железа цинком. При механическом повреждении цинкового покрытия возникает гальваническая пара, в которой железо служит катодом, а цинк - анодом, т.е. цинк окисляется, а железо остаётся защищённым до тех пор, пока не разрушится весь материал покрытия.

Уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии оцинкованного железа во влажном воздухе, имеют вид:

studfiles.net

Тема 15. Коррозия металлов и способы защиты от неё

Теоретические основы

Коррозией называется самопроизвольное разрушением металлов и сплавов под действием окружающей среды. Характер и скорость коррозии определяется природой металла, составом среды, а также наличием примесей в металле и структурой его поверхности. В зависимости от природы среды, в которой находится металл, коррозию условно делят на два вида - химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает в среде неэлектролита, т.е. в сухих газах и парах при высокой температуре, когда невозможна конденсация влаги на поверхности металла (газовая коррозия), или в жидком неэлектролите (например, нефтепродукты, в которых присутствуют хлор- или серосодержащие вещества).

Электрохимическая коррозия происходит в средах, проводящих электрический ток - в растворах электролитов, во влажной атмосфере, в почве и т.п. Согласно теории микрогальванических элементов электрохимическая коррозия объясняется тем, что на отдельных участках металлической поверхности возникают разные по величине электродные потенциалы. Причиной этого является неоднородность поверхности: металлические и неметаллические примеси, оксидные и солевые плёнки, загрязнения, контакт разных металлов и т.д.

При контакте двух разных металлов или при наличии металлической примеси катодом является менее активный металл, у которого больше электродный потенциал. Более активный металл, поляризуясь анодно, окисляется и подвергается разрушению:

Мео  n = Men+.

Катодный процесс при электрохимической коррозии, называемый деполяризацией, представляет собой восстановление окислителя, содержащегося в электролите.

В кислой среде это преимущественно катионы водорода:

2Не+ + 2 = Н2 (водородная деполяризация).

В нейтральной и щелочной среде идёт восстановление растворённого кислорода:

О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН (кислородная деполяризация).

Пример. Написать уравнения процессов, происходящих при коррозии железа, содержащего примеси меди, в разбавленной соляной кислоте.

Ответ. В местах контакта железа с включениями меди в растворе соляной кислоты образуются микрогальванические элементы, которые можно представить схемой:

()Fe HCl Cu(+). Исходя из положения металлов в ряду напряжений, заключаем, что железо более активно ( оFe=  0.44 В) и в образующейся гальванопаре является анодом, а менее активная медь ( оCu= + 0.34 В)  катодом. Поэтому железо окисляется, а на катоде происходит восстановление ионов водорода:

А: Fео  2 = Fe2+

K(Cu) : 2Не+ + 2 = Н2

Суммарное уравнение: Fe + 2HCl  FeCl2 + h3. Коррозии подвергается железо.

Для предупреждения коррозии и защиты от неё используются разнообразные методы: электрохимическая защита, применение химически стойких сплавов, обработка коррозионной среды, металлические и неметаллические покрытия, обработка поверхности металла. Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (Zn, Cd, Al, Ni, Cu, Cr, Ag и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.). По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их подразделяют на катодные и анодные.

Катодными называются покрытия, в которых металл покрытия менее активен, т.е. имеет более положительное значение стандартного электродного потенциала, чем защищаемый металл. Катодные покрытия на стали образуют медь, никель, олово и др. В случае механического повреждения такого покрытия возникает гальваническая пара, в которой анодом является железо, а катодом - металл покрытия. Например, коррозия лужёного (покрытого оловом) железа при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе описывается следующими уравнениями электродных процессов:

А: Fео  2 = Fe2+

K(Sn) : О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН

Суммарное уравнение: 2Fe + 2Н2О + О2  2Fe(OH)2

4Fe(OH)2 +2Н2О + О2  4Fe(OH)3

Т.о., железо окисляется и разрушается.

Анодные покрытия образуют металлы, обладающие более отрицательными электродными потенциалами, чем защищаемый металл, например покрытие железа цинком. При механическом повреждении цинкового покрытия возникает гальваническая пара, в которой железо служит катодом, а цинк - анодом, т.е. цинк окисляется, а железо остаётся защищённым до тех пор, пока не разрушится весь материал покрытия.

Уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии оцинкованного железа во влажном воздухе, имеют вид:

А: Znо  2 = Zn2+

K(Fe) : О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН

Суммарное уравнение: 2Zn + 2Н2О + О2  2Zn(OH)2

Задачи 121 140

121. Кобальт и медь находятся в контакте в соляной кислот. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

122. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии кадмия, покрытого слоем серебра, при нарушении покрытия. Какие продукты при этом образуются?

123. Цинк и серебро находятся в контакте в соляной кислоте. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

124. Хром находится в контакте с медью в разбавленной соляной кислоте. Какой металл будет коррозировать? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

125. Напишите уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии сплава железа и меди во влажном воздухе.

126. Никель и цинк находятся в контакте в разбавленной соляной кислоте. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

127. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составьте электронные уравнения катодного и анодного процессов.

128. Магний и олово находятся в контакте во влажном воздухе. Какой металл будет коррозировать и почему? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

129. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии хромированного железа в случае нарушения покрытия во влажном воздухе. Какие продукты при этом образуются?

130. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов контактной коррозии никеля и серебра в среде соляной кислоты. Какие продукты при этом образуются?

131. Как происходит атмосферная коррозия лужёной меди при нарушении покрытия? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

132. Медное изделие покрыто никелем. Какое это покрытие - катодное или анодное? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе. Какие продукты при этом образуются?

133. Напишите уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии сплава цинка и магния во влажном воздухе.

134. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, при нарушении покрытия? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

135. Железное изделие покрыто кадмием. Какое это покрытие - катодное или анодное? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия в соляной кислоте. Какие продукты при этом образуются?

136. Никель и магний находятся в контакте во влажном воздухе. Какой металл будет коррозировать и почему? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

137. Серебро и олово находятся в контакте во влажном воздухе. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

138. Железное изделие покрыто свинцом. Какое это покрытие - катодное или анодное? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе. Какие продукты коррозии образуются?

139. В чём заключается сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в морской воде. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

140. Железные пластинки, одна из которых покрыта оловом, другая - цинком, находятся во влажном воздухе. На какой из них быстрее образуется ржавчина в случае нарушения покрытия? Составьте уравнение анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии?

studfiles.net

2.Коррозия металлов и способы защиты от нее

Коррозия металлов — процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы окисляются и теряют присущие им свойства. Коррозия — враг металлических изделий. Ежегодно в мире в результате коррозии теряется 10…15% выплавляемого металла, или 1… 1,5% всего металла, накопленного и эксплуатируемого человеком.

Химическая коррозия — разрушение металлов и сплавов в результате окисления при взаимодействии с сухими газами при высоких температурах или с органическими жидкостями — нефтепродуктами, спиртом и т. п.

Электрохимическая коррозия — разрушение металлов и сплавов в воде и водных растворах. Для развития коррозии достаточно, чтобы металл был просто покрыт тончайшим слоем адсорбированной воды (влажная поверхность). Из-за неоднородности строения металла при электрохимической коррозии в нем образуются гальванические пары (катод — анод), например между зернами (кристаллами) металла, отличающимися один от другого химическим составом. Атомы металла с анода переходят в раствор в виде катионов. Эти катионы, соединяясь с анионами, содержащимися в растворе, образуют на поверхности металла слой ржавчины. В основном металлы разрушаются от электрохимической коррозии.

Для повышения долговечности и сохранения декоративности металлоконструкции защищают от коррозии. Сущность большинства способов защиты от коррозии — предохранение поверхности металла от проникновения к ней влаги и газов путем создания на металле защитного слоя. Существуют и другие методы, например электрохимическая защита.Наиболее простой, но недолговечный метод защиты металла — нанесение на его поверхность водонепроницаемых неметаллических покрытий (битумных, масляных и эмалевых красок). В последние годы все большее применение находит метод защиты от коррозии покрытием металла тонким слоем пластмассы.

Защитить металл от коррозии можно также, покрывая его слоем другого более коррозионностойкого металла: оловом, цинком, хромом, никелем и др. Защитный слой металла наносят путем никелирования, хромирования, лужения, цинкования и свинцевания. Покрытие цинком используют для защиты от коррозии закладных деталей железобетонных изделий, водопроводных труб, кровельной жести. Защитный слой наносят гальваническим (электролитическим осаждением из раствора солей) или термическим (окунанием в расплав металла или распылением расплава) методами.

Применяют химические способы образования покрытий (плотных оксидных пленок) на металле: фосфатирование (для черных металлов) и анодирование (для алюминиевых сплавов).

Для получения металлов, хорошо противостоящих корне розии, применяют легирование. Так, вводя в сталь хром и никель в количестве 12…20 %, получают нержавеющие стали, стойкие не только к воде, но и к минеральным кислотам.

4.Основные компоненты лакокрасочных материалов и их назначение.

ЛКМ: краски, лаки, эмали, грунтовки и шпатлевки д/образования покрытий на поверхностях предметов с целью придания им защитных, декоративных и спец.свойств. По химсоставу: масляные, алкидно-акриловые, перхлорвиниловые, эпоксидные, органосиликатные, кремнийорганические и т.д.

ЛКМ - сложные вещества (механическая смесь нескольких составных частей или компонентов). Основной компонент ЛКМ - пленкообразующее (связующее) вещ-во, которое высыхая образует на окрашен. поверхности прочную, хорошо сцепленную с ней пленку. Изгот. на основе природных и синтетических смол.

Связующими д/безводных составов служат олифы и синтетические водонерастворимые полимеры, позволяющие получить водостойкие покрытия. Олифы - связующие д/масляных красок. 3 группы: натуральные, уплотненные (полунатуральные), искусственные (синтетические). Олифы обладают способностью отвердевать на воздухе в тонком слое в течение 12—24ч. В процессе отвердевания олиф идут процессы окислительной полимеризации. Наиболее высоким качеством обладают натуральные олифы д/приготовления высококачественных масляных красок д/окраски м/к, кровли и столярных изделий.

1.Натуральные олифы - продукты терм. обработки растительных масел с введением д/ускорения отвердевания сиккативов — марганцевых или кобальтовых солей жирных кислот.

2.Уплотненные олифы получают растворением растительных масел, уплотненных оксидацией или полимеризацией. При оксидации растительные масла уплотняют нагреванием с продувкой воздухом. Растворением уплотненного при оксидации в присутствии сиккатива льняного масла получают оксоль. Растворители: органические вещества (уайт-спирит или сольвент-нафта). Уплотнение растительных масел полимеризацией осуществляют при 280—300°С, получаемые при этом полунатуральные олифы называют полимеризованными.

3.Искусст. олифы изготавливают путем термической или химической обработки полимеров часто с добавлением растительных масел (глиф-талевая олифа).

Цвет ЛКМ придают с помощью специальных веществ (природных либо синтетических), называемых красителями и пигментами. Краситель растворяется в пленкообразователе, оставляя его прозрачным и используется д/приготовления лаков. Пигмент нерастворим в пленкообразователе, вводится в виде порошка, делая пленкообразователь непрозрачным, и применяется д/приготовления красок, эмалей и т.п. Наполнитель — порошкообразное белое или слабоокрашенное нерастворимое в пленкообразователе вещ-во, которое вводится в ЛКМ д/экономии пигмента. Растворитель - органическая жидкость, в которой растворяется пленкообразователь (скипидар, ацетон, уайт-спирит и многокомпонентные растворители, состоящие из смесей толуола, этанола и др) д/доведения ЛКМ до необходимой вязкости. Помимо основных компонентов, в состав ЛКМ могут входить дополнительные — отвердители, пластификаторы и др.

По виду ЛКМ: ^ Лак - раствор пленкообразующего вещ-ва в органическом растворителе. После испарения растворителя лак образует на поверхности твердую прозрачную пленку. Эмаль - раствор пленкообразующего вещ-ва в органическом растворитле со взвешенными частицами пигмента и наполнителя. Краска - смесь олифы либо водной дисперсии синтетических полимеров и взвешенных частиц пигмента и наполнителя. Д/придания необходимого цвета в краску могут вводить сразу несколько пигментов. Порошковая краска - смесь (сухая) пленкообразователя с пигментами и наполнителями. После нанесения на поверхность эту краску сплавливают, охлаждают, и в результате застывания она образует на поверхности твердую непрозрачную пленку. Грунтовка - краска или эмаль, обладающая более высокой адгезией (способностью лучшего сцепления с окрашиваемой поверхностью и материалом, наносимым по грунтовке). Назначение - повышение защитных свойств ЛК покрытия. Шпатлевка - краска или эмаль, имеющая иное соотношение компонентов, что делает ее более густой. Д/заполнения неровностей и выравнивания окрашиваемой поверхности.

studfiles.net

Коррозия металлов и способы защиты от нее.

Самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой называется коррозией. Металлы окисляются и образуются продукты коррозии, состав которых зависит от ее условий.

Меры борьбы с коррозионными процессами являются актуальной задачей современной техники.

Наиболее актуальна защита от электрохимической коррозии металла в средах, имеющих ионную проводимость, протекает через анодное окисление металла

Ме – nе  Men+

и катодное восстановление окислителя.

Наиболее часто при коррозии окислителями являются:

1) кислород и протекает кислородная коррозия

О2 + 2Н2О + 4е = 4ОН–;

2) ион водорода в кислой среде и протекает водородная коррозия

2Н+ + 2е = Н2

Защита металлов от коррозии

1. Создание рациональных конструкций, способствующее предотвращению коррозии. Необходимо, чтобы при выпадении осадков не происходило скапливание атмосферной воды на агрегатах и приборах, что приводит к «точечной» коррозии. Очень важна также термическая обработка изделий, подвергающихся различным деформациям, чтобы избежать «ножевой» коррозии.

2. Изменение свойств коррозионной среды.

Для снижения агрессивности среды уменьшают концентрацию компонентов, опасных в коррозионном отношении.

Например, удаление кислорода из воды кипячением. Восстановление окислителей сульфитами, гидразином и др.. Удаляют галогены, так как они чаще всего ускоряют коррозию.

Вводят ингибиторы, при добавлении которых резко уменьшается скорость коррозии по разным причинам.

Легирование (пассивация) металлов – эффективный, но дорогой метод повышения коррозионной стойкости металлов. В качестве компонентов, вызывающих пассивацию металлов применяют хром, никель вольфрам и некоторые другие металлы.

3. Защитные покрытия.

Защитными покрытиями являются искусственно создаваемые слои на поверхности металлов, предохраняющие их от коррозии.

Различают катодные и анодные покрытия.

В качестве катодного покрытия используют неактивный металл (золото и др.), электродный потенциал металла-покрытия больше чем у защищаемого металла.

Рис. Процессы, проходящие при разрушении катодного покрытия защищаемого металла.

При разрушении покрытия образуется коррозионный гальванический элемент. Металл покрытия является катодом, а защищаемый металл – анодом.

В качестве анодного покрытия используются металлы, электродный потенциал которых меньше, чем у защищаемого металла, но эти металлы в природных условиях покрыты прочной оксидной пленкой, которая защищает их от разрушения под действием окружающей среды (цинк, хром и другие металлы).

Рис. Процессы, проходящие при разрушении анодного покрытия защищаемого металла.

При разрушении покрытия образуется коррозионный гальванический элемент. Металл покрытия является анодом, а защищаемый металл – катодом.

Для получения металлических и неметаллических защитных покрытий существуют различные способы их нанесения.

А. Металлизация.

Б. Термодиффузия.

В. Химические способы (лакирование, окраска, покрытие полимерами, оксидирование, фосфатирование и другие).

Г. Электрохимические методы (гальванические покрытия).

«Метод внешнего потенциала».

В этом методе защищаемое изделие подключается к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, поэтому оно становится катодом, а в качестве анода обычно стальной электрод, который заземляется.

Этот метод используется, если нет контакта с человеком или животными.

studfiles.net

Тема 8. Коррозия металлов и способы защиты от неё — КиберПедия

Литература: [1] c. 310-336; [2] с. 554-560

Теоретические основы

Коррозией называется самопроизвольное разрушением металлов и сплавов под действием окружающей среды. Характер и скорость коррозии определяется природой металла, составом среды, а также наличием примесей в металле и структурой его поверхности. В зависимости от природы среды, в которой находится металл, коррозию условно делят на два вида - химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия протекает в среде неэлектролита, т.е. в сухих газах и парах при высокой температуре, когда невозможна конденсация влаги на поверхности металла (газовая коррозия), или в жидком неэлектролите (например, нефтепродукты, в которых присутствуют хлор- или серосодержащие вещества).

Электрохимическая коррозия происходит в средах, проводящих электрический ток - в растворах электролитов, во влажной атмосфере, в почве и т.п. Согласно теории микрогальванических элементов электрохимическая коррозия объясняется тем, что на отдельных участках металлической поверхности возникают разные по величине электродные потенциалы. Причиной этого является неоднородность поверхности: металлические и неметаллические примеси, оксидные и солевые плёнки, загрязнения, контакт разных металлов и т.д.

При контакте двух разных металлов или при наличии металлической примеси катодом является менее активный металл, у которого больше электродный потенциал. Более активный металл, поляризуясь анодно, окисляется и подвергается разрушению:

Мео - n = Men+.

Катодный процесс при электрохимической коррозии, называемый деполяризацией, представляет собой восстановление окислителя, содержащегося в электролите.

В кислой среде это преимущественно катионы водорода:

2Не+ + 2 = Н2 (водородная деполяризация).

В нейтральной и щелочной среде идёт восстановление растворённого кислорода:

О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН- (кислородная деполяризация).

Пример.Написать уравнения процессов, происходящих при коррозии железа, содержащего примеси меди, в разбавленной соляной кислоте.

Ответ. В местах контакта железа с включениями меди в растворе соляной кислоты образуются микрогальванические элементы, которые можно представить схемой:

(-)Fe HCl Cu(+). Исходя из положения металлов в ряду напряжений, заключаем, что железо более активно (j оFe = - 0.44 В) и в образующейся гальванопаре является анодом, а менее активная медь (j оCu = + 0.34 В) - катодом. Поэтому железо окисляется, а на катоде происходит восстановление ионов водорода:

А: Fео - 2 = Fe2+

K(Cu): 2Не+ + 2 = Н2­

Суммарное уравнение: Fe + 2HCl ¾® FeCl2 + h3­. Коррозии подвергается железо.

Для предупреждения коррозии и защиты от неё используются разнообразные методы: электрохимическая защита, применение химически стойких сплавов, обработка коррозионной среды, металлические и неметаллические покрытия, обработка поверхности металла. Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (Zn, Cd, Al, Ni, Cu, Cr, Ag и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.). По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их подразделяют на катодные и анодные.

Катодными называются покрытия, в которых металл покрытия менее активен, т.е. имеет более положительное значение стандартного электродного потенциала, чем защищаемый металл. Катодные покрытия на стали образуют медь, никель, олово и др. В случае механического повреждения такого покрытия возникает гальваническая пара, в которой анодом является железо, а катодом - металл покрытия. Например, коррозия лужёного (покрытого оловом) железа при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе описывается следующими уравнениями электродных процессов:

А: Fео - 2 = Fe2+

K(Sn): О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН-

Суммарное уравнение: 2Fe + 2Н2О + О2 ® 2Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + 2Н2О + О2 ® 4Fe(OH)3

Т.о., железо окисляется и разрушается.

Анодные покрытия образуют металлы, обладающие более отрицательными электродными потенциалами, чем защищаемый металл, например покрытие железа цинком. При механическом повреждении цинкового покрытия возникает гальваническая пара, в которой железо служит катодом, а цинк - анодом, т.е. цинк окисляется, а железо остаётся защищённым до тех пор, пока не разрушится весь материал покрытия.

Уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии оцинкованного железа во влажном воздухе, имеют вид:

А: Znо - 2 = Zn2+

K(Fe):О2 + 2Н2О + 4 = 4ОН-

Суммарное уравнение: 2Zn + 2Н2О + О2 ® 2Zn(OH)2

Задачи 121 - 140

141. Кобальт и медь находятся в контакте в соляной кислоте. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

142. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии кадмия, покрытого слоем серебра, при нарушении покрытия. Какие продукты при этом образуются?

143. Цинк и серебро находятся в контакте в соляной кислоте. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

144. Хром находится в контакте с медью в разбавленной соляной кислоте. Какой металл будет коррозировать? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

145. Напишите уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии сплава железа и меди во влажном воздухе.

146. Никель и цинк находятся в контакте в разбавленной соляной кислоте. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

147. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составьте электронные уравнения катодного и анодного процессов.

148. Магний и олово находятся в контакте во влажном воздухе. Какой металл будет коррозировать и почему? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

149. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии хромированного железа в случае нарушения покрытия во влажном воздухе. Какие продукты при этом образуются?

150. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов контактной коррозии никеля и серебра в среде соляной кислоты. Какие продукты при этом образуются?

151. Как происходит атмосферная коррозия лужёной меди при нарушении покрытия? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

152. Медное изделие покрыто никелем. Какое это покрытие - катодное или анодное? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе. Какие продукты при этом образуются?

153. Напишите уравнения электродных процессов, происходящих при коррозии сплава цинка и магния во влажном воздухе.

154. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, при нарушении покрытия? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

155. Железное изделие покрыто кадмием. Какое это покрытие - катодное или анодное? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия в соляной кислоте. Какие продукты при этом образуются?

156. Никель и магний находятся в контакте во влажном воздухе. Какой металл будет коррозировать и почему? Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

157. Серебро и олово находятся в контакте во влажном воздухе. Напишите уравнения катодного и анодного процессов и состав продуктов коррозии.

158. Железное изделие покрыто свинцом. Какое это покрытие - катодное или анодное? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе. Какие продукты коррозии образуются?

159. В чём заключается сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в морской воде. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

160. Железные пластинки, одна из которых покрыта оловом, другая - цинком, находятся во влажном воздухе. На какой из них быстрее образуется ржавчина в случае нарушения покрытия? Составьте уравнение анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии?

cyberpedia.su

• 
  Коррозия металлов и способы защиты от нее
• 
  Коррозия металлов и способы защиты от нее
• 
  Камера пропарочная
• 
  Камера пропарочная
• 
  Камера пропарочная
• 
  Инструмент электрифицированный машины ручные и переносные электрические
• 
  Инструмент электрифицированный машины ручные и переносные электрические
• 
  Инструмент электрифицированный машины ручные и переносные электрические
• 
  Котел подогрева
• 
  Котел подогрева
• 
  Котел подогрева