Cum să te aperi
împotriva ruginii?

Prin definiție, coroziunea este distrugerea metalelor și a aliajelor acestora printr-un proces electrochimic în care metalul formează un compus cu un element nemetalic. Înțelesul cuvântului latin corrosus - mușcat, mâncat de mușcătură - exprimă bine fenomenul distructiv al coroziunii. În condiții normale, reacția elementelor metalice și nemetalice are loc numai dacă elementul nemetalic este în soluție apoasă.

În medii uscate, fierul nu ruginește. Obiecte de fier vechi de mii de ani ar fi putut supraviețui în interiorul piramidelor egiptene datorită climatului deșert uscat.

Procesul de ruginire - puțină electrochimie

Când o bucată de metal este scufundată în soluție, ionii metalici încărcați pozitiv migrează în soluție de la suprafața sa, lăsând un număr de electroni în metal corespunzător valenței lor. Acest lucru va face ca metalul să fie încărcat negativ. În același timp, are loc procesul opus. Ionii metalici deja în soluție tind să precipite pe suprafața metalului, cu atât mai mult sunt mai mulți în soluție. Cele două procese intră în echilibru după un timp. Această condiție se numește potențial normal electrochimic.
Potențialul singur nu poate fi măsurat, ci doar diferența de potențial, deci s-a convenit că potențialul electrodului de hidrogen este considerat zero și potențialul celorlalte metale este comparat cu acesta.
Unele metale trimit mai mulți ioni în soluție decât hidrogenul. Cum ar fi fierul, zincul, plumbul. Cealaltă parte a metalelor este mai puțin predispusă la dizolvare decât argintul, aurul și platina.

Celula galvanică și coroziune

Când metalele cu diferite potențiale sunt aduse în soluție comună, astfel încât există o conexiune electrică între ele în afara soluției, procesul de dizolvare are loc într-un ritm dramatic. Dacă tijele de zinc și cupru sunt scufundate în același electrolit, zincul mai puțin nobil trimite mai mulți ioni în soluție decât cuprul, lăsând mai mulți electroni în zinc, care vor avea o sarcină negativă mai puternică decât cuprul. Dacă tijele de cupru și zinc sunt conectate la un conductor electric în afara electrolitului, electronii vor curge către cuprul mai puțin negativ. Cu aceasta, zincul își pierde sarcina și trimite chiar mai mulți ioni de zinc pozitivi în soluție, precum și electroni către cupru.
Pe măsură ce curentul electric curge în conductorul exterior, dizolvarea zincului care se dizolvă deja mai rapid accelerează, în timp ce cuprul încetinește. Acesta este principiul de funcționare al celulei galvanice.

Elementele locale

Din păcate, celulele galvanice similare celor descrise mai sus există nu numai în laborator, ci se formează spontan și în structuri metalice. Consecința este că coroziunea metalului mai instabil se accelerează.
În cazul contactului cu diferite metale, trebuie luat întotdeauna în considerare riscul formării elementelor locale. Dar suprafața aliajelor structurate eterogen este, de asemenea, un lanț de elemente locale, deoarece potențialul părților îmbogățite diferit ale aliajului va fi diferit.
Un element local se formează chiar dacă există o diferență în concentrația electrolitului în contact cu metalul. De exemplu, în cazul obiectelor metalice scufundate în apă, există mai mult oxigen dizolvat mai aproape de suprafața apei decât în ​​straturile mai adânci.

Deteriorări cauzate de coroziune

Coroziunea trebuie protejată!

Aveți următoarele opțiuni:

- Prin tratarea mediului coroziv
- Prin metode electrochimice
- Cu acoperiri de protecție
- Folosirea aliajelor rezistente la coroziune

Tratamentul mediilor corozive

Avem puține șanse de a elimina oxigenul și apa din mediul înconjurător al metalelor, deoarece nu putem trăi fără ele. Dar putem reduce cantitatea de gaze nocive (SO2, CO2, Cl2) care intră în atmosferă, care formează acizi cu apă și astfel accelerează coroziunea metalelor. Dacă reducem emisiile acestor gaze, ne vom face bine pe noi și obiectele noastre metalice.

Mai degrabă, tratamentul mediului este relevant doar în cazul sistemelor închise, de obicei sisteme de răcire sau încălzire. Prin alcalinizarea lichidului care circulă în sistem, coroziunea internă este redusă.
Extracția oxigenului dizolvat în apă este, de asemenea, o metodă eficientă. Pentru a face acest lucru, apa este trecută printr-un material care reduce oxigenul, cum ar fi așchii de fier. În acest caz, așchii de fier fără valoare și cu suprafață mare, în timp ce se rugină, extrag oxigenul dizolvat din apă.

Metoda electrochimică, cunoscută și sub numele de protecție catodică

Prin transformarea obiectului metalic care trebuie protejat într-un catod, coroziunea poate fi încetinită semnificativ. Acest lucru se poate face conectându-l ca un catod la un circuit sau conectându-l la un metal mai puțin nobil.
Este cel mai des folosit pentru a proteja conductele subterane de fier. Firul de fier este conectat electric la blocuri de magneziu scufundate sub pământ. Anodul de magneziu al celulei galvanice formate se dizolvă încet, protejând fierul de rugină. Un bloc de magneziu de 10 kg este de aprox. Se uzează sub pământ în 40-50 de ani.

Acoperiri de protecție

Scopul acoperirilor de protecție este de a menține umezeala și oxigenul departe de suprafața metalului.
Doar suprafețele metalice curate trebuie acoperite. Dacă suprafața este contaminată, coroziunea poate continua sub acoperire. Volumul de oxid de fier format în timpul coroziunii fierului este mai mare decât cel al fierului, deci dacă învelișul nu este suficient de flexibil, acesta își va sparge suprafața. Aceasta se numește explozie de rugină.

Un strat protector poate fi realizat din materiale nemetalice. Cum ar fi vopselele, emailurile, lacurile, materialele plastice. Dar grăsimile și uleiurile hidrofuge oferă, de asemenea, o protecție temporară. O caracteristică comună a acoperirilor nemetalice este că obiectul metalic este izolat electric.

Un alt tip de acoperire de protecție este atunci când fierul este acoperit cu un metal care este mai rezistent la coroziune. Metalele care pot fi utilizate ca acoperiri de protecție includ zinc, staniu, nichel, crom, cadmiu, aluminiu, argint, aur, platină sau titan. Datorită costului său redus, zincul este cel mai frecvent utilizat. Aceasta se numește galvanizare.

Procedura de incendiu

Acoperirea poate fi realizată printr-un proces fierbinte în care metalul care trebuie acoperit este scufundat în topitura materialului de acoperire. Grosimea stratului de acoperire poate fi bine controlată cu timpul sosului.
Acoperirea poate fi realizată și prin pulverizarea metalului topit topit pe piesa de prelucrat folosind aer comprimat.
În cazul pieselor foarte mici, unde este necesară o acoperire foarte subțire, metalul este evaporat în vid, prin descărcare electrică a arcului sau cu un laser, care se condensează pe piesa de prelucrat rece. Acest proces poate fi, de asemenea, utilizat pentru a realiza o acoperire din metale cu punct de topire ridicat.

Placare

Obiectul care trebuie acoperit este scufundat într-o baie care conține ioni metalici din acoperire și este legat ca un catod al circuitului de curent continuu.
fi. Datorită reducerii electrochimice, se formează o acoperire metalică pe catod, adică pe obiectul de protejat.
Acolo unde este necesară o rezistență ridicată la abraziune și duritate, în plus față de rezistența la coroziune, nichelul sau cromul sunt utilizate ca strat protector. Ambele metale au ca rezultat o suprafață lucioasă și, prin urmare, sunt utilizate și ca decor.

Placare

Foi sunt folosite pentru a proteja împotriva coroziunii. Metalul care trebuie protejat este curățat, aspru și laminat la rece pe stratul protector de metal. Metoda este cea mai mare parte pentru re-
utilizate la fabricarea aeronavelor deoarece aliajele de aluminiu de înaltă rezistență nu sunt rezistente la coroziune.

Protecție suprafață cu mai multe straturi

Pentru echipamentele utilizate în condiții extreme, un strat nemetalic, special dezvoltat din polimer * se aplică de obicei pe stratul protector metalic. Prin combinarea acoperirilor, acestea pot crea piese de prelucrare care sunt rezistente la coroziune chiar și în condiții extreme. O astfel de protecție de suprafață cu mai multe straturi este, de exemplu, procesul de tratare a suprafeței cu numele elegant Delta Magni, Delta Tone.

Puteți citi despre aliajele rezistente la coroziune în numărul următor.

* polimer: o moleculă gigantă formată din unități care se repetă