2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21
Els mètodes tradicionals de protecció dels metalls de la corrosió són cada cop menys propensos a complir els requisits tècnics que s'apliquen a les propietats de rendiment d'estructures i materials crítics. Les bigues de suport en els marcs de la casa, les línies de canonades i els revestiments metàl·lics no poden prescindir només de la protecció mecànica contra l'òxid quan es tracta d'utilitzar el producte a llarg termini. Un enfocament més eficaç per a la protecció contra la corrosió és el mètode electroquímic i, en particular, la passivació. Aquesta és una de les maneres d'utilitzar solucions actives que formen una pel·lícula protectora i aïllant a la superfície de la peça.
Visió general de la tecnologia
La passivació s'ha d'entendre com el procés de formació d'una pel·lícula fina sobre una superfície metàl·lica, l'estructura de la qualcaracteritzat per una alta resistència. A més, les funcions d'aquest recobriment poden ser diferents; per exemple, en els electròlits de la bateria, no només allarga la vida útil dels elèctrodes, sinó que també redueix la intensitat de l'autodescàrrega. Des del punt de vista de la protecció contra la corrosió, la passivació és una manera d'augmentar la resistència d'un material a un entorn agressiu que provoca el desenvolupament de l'òxid. El mateix mecanisme de formació d'un recobriment protector i aïllant pot ser diferent. Els mètodes electroquímics i químics són fonamentalment diferents, però en ambdós casos, el resultat final serà la transició de l'estructura externa de la peça a un estat químicament inactiu.
Principi de protecció anticorrosió electroquímica
El factor clau en la passivació electroquímica és l'efecte d'un corrent extern a la superfície objectiu. En el moment del pas del corrent del càtode a través de l'estructura metàl·lica corrosiva, el seu potencial canvia en direcció negativa, cosa que també canvia la naturalesa del procés d'ionització de les molècules de la peça. En condicions d'exposició anòdica des del costat d'un polaritzador extern (típic per a medis àcids), pot ser necessari un augment del corrent. Això és necessari per suprimir el polaritzador i, posteriorment, aconseguir una protecció total anticorrosió. Tanmateix, amb l'augment de la passivació de la superfície a causa del corrent extern, augmenta l'alliberament d'hidrogen, la qual cosa condueix a la hidrogenació del metall. Com a resultat, comença el procés de dissolució de l'hidrogen a l'estructura metàl·lica, seguit d'un deteriorament de les propietats físiques de la peça.
Càtodemètode de protecció
Aquest és una mena d'aïllament anticorrosió electroquímic que utilitza la tècnica d'aplicar corrent catòdic. Però aquest mètode es pot implementar de diferents maneres. Per exemple, en alguns casos en producció, es proporciona un canvi de potencial suficient connectant la peça a una font de corrent externa com a càtode. L'ànode és un elèctrode auxiliar inert. Aquest mètode realitza la passivació de les costures després de la soldadura, protegeix plataformes metàl·liques d'estructures de perforació i canonades subterrànies. Els avantatges del mètode de passivació catòdica inclouen l'eficiència en la supressió de diversos tipus de processos de corrosió.
A més dels danys generals per l'òxid, s'evita la corrosió intergranular i les picades. També es practiquen mètodes d'acció electroquímica catòdica com el protector i el galvànic. La característica principal d'aquests enfocaments és l'ús d'un metall més electronegatiu com a polaritzador. Aquest element està en contacte amb el producte protegit i actua com un ànode, destruint-se durant l'operació. Normalment s'utilitzen mètodes similars quan s'aïllen petites estructures, parts d'edificis i estructures.
Mètode de protecció de l'ànode
Amb l'aïllament anòdic de peces metàl·liques, el potencial es desplaça en una direcció positiva, la qual cosa també contribueix a la resistència de la superfície als processos de corrosió. Part de l'energia del corrent d'ànode aplicat es gasta en la ionització del metallmolècules, i l' altra part - per suprimir la reacció catòdica.
Entre els factors negatius d'aquest enfocament hi ha l' alta taxa de dissolució del metall, que és incomparable amb la velocitat de reducció de la reacció de corrosió. D' altra banda, molt dependrà del metall al qual s'apliqui la passivació. Aquests poden ser tant materials en dissolució activa com peces amb capes electròniques incompletes, l'estructura de les quals en estat passiu també contribueix a les reaccions de frenada i destrucció. Però, en qualsevol cas, per aconseguir un efecte important de protecció anticorrosió, cal l'ús de grans corrents d'ànode.
Des d'aquest punt de vista, aquest mètode no és aconsellable per al manteniment a curt termini de l'aïllament, però, els baixos costos energètics per mantenir el corrent superposat justifiquen plenament la passivació anòdica. Per cert, el sistema de protecció format en el futur requereix una força actual de només 10-3 A/m2.
Ús d'inhibidors químics
Un enfocament tecnològic alternatiu per augmentar la resistència dels metalls quan es treballa en entorns agressius. Els inhibidors proporcionen una passivació química, que redueix la intensitat de la dissolució dels metalls i, en diferents graus, elimina els efectes nocius dels danys per corrosió.
En si mateix, un inhibidor és, en cert sentit, un anàleg del corrent superposat, però amb una acció combinada química o electroquímica. Les substàncies orgàniques i inorgàniques actuen com a activadors de la pel·lícula protectora, i més sovint -compostos complexos especialment seleccionats. La introducció d'un inhibidor en un entorn agressiu provoca canvis en l'estructura de la superfície metàl·lica, afectant les reaccions cinètiques dels elèctrodes.
L'eficàcia de la protecció dependrà del tipus de metall, les condicions externes i la durada de tot el procés. Així, a llarg termini, la passivació de l'acer inoxidable requerirà més recursos energètics per contrarestar un ambient agressiu que en el cas del llautó o el ferro. Però el propi mecanisme d'acció de l'inhibidor encara tindrà un paper clau.
Inhibidors-passivadors
La protecció activa contra la corrosió segons els principis de formació de resistència passiva es pot formar per diferents inhibidors. Així, s'utilitzen àmpliament els compostos d'adsorció en forma d'anions, cations i molècules neutres, que poden tenir un efecte químic i electrostàtic sobre una superfície metàl·lica. Es tracta de mitjans universals de protecció anticorrosió, però el seu efecte es redueix en entorns on domina la polarització de l'oxigen. Per exemple, s'ha d'utilitzar un inhibidor especial amb propietats oxidants per passivar l'acer inoxidable. Aquests inclouen molibdats, nitrits i cromats, que creen una pel·lícula d'òxid amb un canvi de polarització positiu suficient per alliberar molècules d'oxigen. A la superfície del metall, es produeix la quimisorció dels àtoms d'oxigen resultants, bloquejant les zones més actives del recobriment i creant un potencial addicional per frenar la reacció de dissolució de l'estructura metàl·lica.
L'ús de la passivació en la protecció dels semiconductors
El funcionament d'elements semiconductors sota alta tensió requereix un enfocament especial per a la protecció contra la corrosió. En relació a aquests casos, la passivació del metall s'expressa en l'aïllament circular de la regió activa de la peça. Es forma una protecció de vora elèctrica mitjançant díodes i transistors bipolars. La passivació plana implica la creació d'un anell protector, així com el revestiment de la superfície cristal·lina amb vidre. Un altre mètode de passivació de mesa implica la formació d'un solc per augmentar el nivell de tensió màxim permès a la superfície d'un cristall metàl·lic estructural.
Modificació de la pel·lícula anticorrosiva
El recobriment format com a resultat de la passivació permet una varietat de reforç addicional. Això pot ser el xapat, el cromat, la pintura i la creació d'una pel·lícula de conservació. També s'utilitzen mètodes d'enfortiment auxiliar de la protecció anticorrosió com a tal. Per als recobriments de zinc, s'estan desenvolupant solucions especials basades en components de polímer i crom. Per a un cub galvanitzat normal, es poden utilitzar additius no reactius de rentat.
Conclusió
La corrosió és un procés destructiu que es pot manifestar de diferents maneres, però en cada cas contribueix al deteriorament de determinades propietats operatives del metall. És possible excloure l'aparició d'aquests processos de diverses maneres, així com l'ús de metalls nobles, que es caracteritzen per una reducció inicial.sensibilitat a l'òxid. Tanmateix, a causa de determinades raons financeres i tecnològiques, no sempre és possible l'ús de protecció anticorrosió estàndard o l'ús de metalls amb alta resistència a la corrosió.
La solució òptima en aquests casos és la passivació: és un mètode relativament assequible i eficaç per protegir metalls de diversos tipus. Segons alguns càlculs, un elèctrode amb un inhibidor seleccionat correctament pot ser suficient per protegir de la corrosió una línia de canonada subterrània de 8 quilòmetres. Pel que fa als desavantatges, s'expressen en la complexitat tècnica d'utilitzar mètodes de passivació electroquímica en principi.
Recomanat:
Corrosió de l'alumini i els seus aliatges. Mètodes per combatre i protegir l'alumini de la corrosió
L'alumini, a diferència del ferro i l'acer, és bastant resistent a la corrosió. Aquest metall està protegit de l'òxid per una densa pel·lícula d'òxid formada a la seva superfície. Tanmateix, en el cas de la destrucció d'aquest últim, l'activitat química de l'alumini augmenta molt
Corrosió per picades: causes. Mètodes per protegir els metalls de la corrosió
Durant el funcionament dels productes metàl·lics, estan exposats a diversos tipus d'efectes destructius, entre els quals la corrosió per picats destaca com la més perillosa i imprevisible
Què és la conserva? Mètodes per protegir el metall de la corrosió
La llauna s'utilitza àmpliament en indústries com l'aviació, l'enginyeria de ràdio i l'enginyeria elèctrica. Els productes utilitzats per cuinar i emmagatzemar aliments també estan sotmesos a aquest procés. Què és l'estanya, per a què serveix i com es porta a terme correctament aquesta operació, i ho tindrem en compte en aquest article
Corrosió i erosió dels metalls: causes i mètodes de protecció
Les influències externes químiques, mecàniques i elèctriques sovint es produeixen en entorns operatius de productes metàl·lics. Com a resultat, amb un manteniment inadequat d'aquests elements, a més d'ignorar les normes de seguretat, pot haver-hi riscos de deformació i danys a les estructures i peces. Això es deu als processos emergents de corrosió i erosió dels metalls, que a llarg termini contribueixen a la destrucció completa de l'estructura del producte
Mètodes eficaços per protegir el gasoducte de la corrosió
Protecció de gasoductes contra la corrosió: mètodes efectius, característiques, composicions especials, fotos. Protecció activa i passiva de gasoductes contra la corrosió: tipus, tècnica de processament, durada d'acció. Com protegir els gasoductes subterranis de la corrosió?
