- Modyfikacje środowiskowe
- Wybór metalu i warunki powierzchni
- Ochrona katodowa
- Inhibitory korozji
- Powłoka
- Platerowanie
Modyfikacja środowiska
Korozja jest spowodowana interakcjami chemicznymi między metalem a gazami w otaczającym środowisku. Usuwając metal z otoczenia lub zmieniając go, degradacja metalu może zostać natychmiast zmniejszona.
Może to być tak proste, jak ograniczenie kontaktu z deszczem lub wodą morską poprzez przechowywanie materiałów metalowych w pomieszczeniu lub może mieć postać bezpośredniej manipulacji środowiskiem wpływającym na metal.
Metody redukcji zawartości siarki, chlorków lub tlenu w otaczającym środowisku mogą ograniczyć szybkość korozji metalu.
Na przykład wodę zasilającą do kotłów wodnych można poddać obróbce za pomocą zmiękczaczy lub innych środków chemicznych w celu dostosowania twardości, zasadowości lub zawartości tlenu w celu zmniejszenia korozji we wnętrzu urządzenia.
Wybór metalu i warunki powierzchni
Żaden metal nie jest odporny na korozję we wszystkich środowiskach, ale dzięki monitorowaniu i zrozumieniu warunków środowiskowych, które są przyczyną korozji , zmiany w rodzaju używanego metalu mogą również prowadzić do znacznego zmniejszenia korozji.
Dane dotyczące odporności na korozję metali można stosować w połączeniu z informacjami o warunkach środowiskowych, aby podejmować decyzje dotyczące przydatności każdego metalu.
Opracowywanie nowych stopów, zaprojektowanych w celu ochrony przed korozją w określonych środowiskach, jest stale produkowane. Stopy niklu Hastelloy®, stale Nirosta® i stopy tytanu Timetal® są przykładami stopów przeznaczonych do zapobiegania korozji.
Monitorowanie warunków na powierzchni ma również decydujące znaczenie dla ochrony przed korozją metalu. Pęknięcia, szczeliny lub twarde powierzchnie, niezależnie od tego, czy wynikają z wymagań eksploatacyjnych, zużycia, czy wad produkcyjnych, wszystkie mogą powodować większe szybkości korozji.
Właściwe monitorowanie i eliminacja niepotrzebnie narażonych warunków na powierzchni, a także podejmowanie kroków mających na celu zapewnienie, że systemy są zaprojektowane w taki sposób, aby unikać reaktywnych kombinacji metali, a środki korozyjne nie są używane do czyszczenia lub konserwacji części metalowych, są również częścią skutecznego programu redukcji korozji .
Ochrona katodowa
Korozja galwaniczna występuje, gdy dwa różne metale znajdują się razem w korozyjnym elektrolicie.
Jest to powszechny problem dla metali zanurzonych razem w wodzie morskiej, ale może również wystąpić, gdy dwa odmienne metale są zanurzone w bliskim sąsiedztwie wilgotnych gleb. Z tych powodów korozja galwaniczna często atakuje kadłuby statków, platformy wiertnicze oraz rurociągi naftowe i gazowe.
Ochrona katodowa działa poprzez przekształcanie niepożądanych anodowych (aktywnych) miejsc na powierzchni metalu w katodowe (pasywne) miejsca poprzez zastosowanie przeciwnego prądu. Ten przeciwny prąd dostarcza wolne elektrony i wymusza polaryzację lokalnych anod do potencjału lokalnych katod.
Ochrona katodowa może przybierać dwie formy. Pierwszym z nich jest wprowadzenie anod galwanicznych. Metoda ta, znana jako system protektorowy , wykorzystuje anody metalowe, wprowadzone do środowiska elektrolitycznego, aby poświęcić się (korodować) w celu ochrony katody.
Podczas gdy metal wymagający ochrony może się różnić, anody protektorowe są zwykle wykonane z cynku , aluminium lub magnezu , metali, które mają najbardziej negatywny potencjał elektryczny. Seria galwaniczna zapewnia porównanie różnych potencjałów elektro-potencjału - lub szlachetności - metali i stopów.
W układzie ofiarnym jony metalu przemieszczają się od anody do katody, co prowadzi do szybszej korozji anody. W rezultacie anoda musi być regularnie wymieniana.
Drugi sposób ochrony katodowej określany jest jako ochrona prądem impedancyjnym .
Ta metoda, która jest często używana do ochrony podziemnych rurociągów i kadłubów statków, wymaga alternatywnego źródła bezpośredniego prądu elektrycznego, który ma być dostarczany do elektrolitu.
Zacisk ujemny źródła prądu jest podłączony do metalu, natomiast zacisk dodatni jest przyłączony do anody dodatkowej, która jest dodawana w celu uzupełnienia obwodu elektrycznego. W przeciwieństwie do galwanicznego (protektorowego) układu anodowego, w podciśnieniowym systemie ochrony, anoda pomocnicza nie jest poświęcana.
Inhibitory korozji
Inhibitory korozji to chemikalia, które reagują z powierzchnią metalu lub gazami środowiskowymi powodującymi korozję, przerywając tym samym reakcję chemiczną, która powoduje korozję.
Inhibitory mogą działać poprzez adsorbowanie się na powierzchni metalu i tworzenie folii ochronnej. Te chemikalia można nanosić jako roztwór lub jako powłokę ochronną za pomocą technik dyspersyjnych.
Proces inhibitowania korozji spowalniającej zależy od:
- Zmiana zachowania polaryzacji anodowej lub katodowej
- Zmniejszenie dyfuzji jonów do powierzchni metalu
- Zwiększenie oporności elektrycznej powierzchni metalu
Głównymi branżami końcowego zastosowania inhibitorów korozji są rafinacja ropy naftowej, wydobycie ropy i gazu, produkcja chemikaliów i urządzenia do uzdatniania wody. Zaletą inhibitorów korozji jest to, że można je nakładać in-situ na metale jako działanie naprawcze w celu przeciwdziałania nieoczekiwanej korozji.
Powłoki
Farby i inne powłoki organiczne są stosowane w celu ochrony metali przed degradującym wpływem gazów środowiskowych. Powłoki są pogrupowane według rodzaju zastosowanego polimeru. Powszechne powłoki organiczne obejmują:
- Powłoki alkidowe i epoksydowe, które po wysuszeniu powietrzem wspomagają utlenianie sieciowania
- Dwuczęściowe powłoki uretanowe
- Powłoki utwardzane radiacyjnie polimerami akrylowymi i epoksydowymi
- Powłoki lateksowe na bazie winylu, akrylu lub styrenu
- Powłoki rozpuszczalne w wodzie
- Powłoki o wysokiej zawartości ciała stałego
- Lakiery proszkowe
Platerowanie
Powłoki metalowe lub poszycie mogą być stosowane w celu zahamowania korozji, a także zapewnienia estetycznych, dekoracyjnych wykończeń. Istnieją cztery powszechne rodzaje powłok metalicznych:
- Galwanizacja: cienka warstwa metalu - często nikiel, cyna lub chrom - osadza się na podłożu metalowym (zazwyczaj stalowym) w kąpieli elektrolitycznej. Elektrolit składa się zwykle z roztworu wodnego zawierającego sole osadzanego metalu.
- Powlekanie mechaniczne: Sproszkowany metal można spawać na zimno z podłożem metalowym przez obracanie części wraz z perełkami proszkowymi i szklanymi w obrobionym roztworze wodnym. Mechaniczne galwanizowanie jest często stosowane do nakładania cynku lub kadmu na małe metalowe części
- Bezprądowy: metal powłokowy, taki jak kobalt lub nikiel, osadza się na podłożu metalowym za pomocą reakcji chemicznej w tym nieelektrycznym sposobie powlekania.
- Gorące zanurzenie: Po zanurzeniu w stopionej kąpieli ochronnego metalu powlekającego cienka warstwa przywiera do metalu podłoża.
Źródła
Corrosionist.com. Metody kontroli korozji.
Źródło: www.corrosionist.com
Przewodnik po ochronie przed korozją . Auto / Steel Partnership. 1999.
Źródło: http://www.a-sp.org/database/custom/cprotection/corrosionprotection.pdf