Коррозия может появляться на металле по разным причинам. И одним из распространенных вариантов такого повреждения становится электрохимический.
Распространение такого процесса приводит к тому, что металл начинает постепенно терять свои свойства, прочность, становится непригодным к эксплуатации. Особенно опасен случай, когда коррозия формируется на ответственных деталях и механизмах.
Единственный способ устранить проблему в подобной ситуации – применить специальные методы защиты. Они отлично зарекомендовали себя на практике и показывают возможность существенного повышения безопасности применения многочисленных изделий из металла.
В этом материале мы подробнее расскажем о том, что такое электрохимическая защита, на чем она основана, а также какие преимущества имеет. Понимание таких особенностей позволит вам успешно защитить металлические изделия от внешних угроз и рисков.
Что такое электрохимическая защита
В первую очередь стоит определить, что представляет собой такая защита. Она создана специально для того, чтобы не давать развиваться электрохимической коррозии на изделиях, которые уже готовы и могли быть введены в активное использование.
Стандартная ситуация предполагает, что хороший уровень защиты против внешнего негативного воздействия должен давать слой полимерного материала или обертка. Но иногда их оказывается невозможно восстановить после повреждения. В таком случае остается только рассчитывать на применение методов электрохимической защиты.
Есть изделия и области, в которых часто бывает слишком сложно использовать другие методы устранения риска развития коррозии. К ним относятся такие, как ремонт днища крупных судов или же трубопроводов, которые залегают на большой глубине. При этом электрохимические средства помогают успешно справиться с проблемой, делают ремонт значительно менее трудоемким и продлевают срок использования механизмов и коммуникаций без потребности в ремонте, замене.
Еще одна область использования электрохимической защиты – при переходе потенциала свободной коррозии в область интенсивного растворения. Хорошо зарекомендовал себя метод и при выполнении перепассивации.
Метод получил большое распространение, потому что помогает решить проблему даже когда коррозия уже активно разрушает металлический предмет и владелец не представляет, что можно сделать, чтобы справиться с подобной проблемой.
Главные особенности метода защиты
Электрохимическая защита применяется с готовыми изделиями. Они могут быть как новыми и неповрежденными, так и уже затронутыми постепенным развитием коррозии.
В процессе обеспечивается подвод постоянного тока. Он помогает создавать катодную поляризацию электродов микрогальванических пар. Это позволяет превратить участки поверхности металла в катод. При этом протекание коррозии стимулирует постепенное разрушение анода – катодный участок остается полностью защищенным от деструкции.
При организации защиты нужно учитывать потенциал металла. При подводе постоянного тока он может смещаться как в отрицательную, так и в положительную сторону. Таким образом удается формировать анодную или катодную защиту.
Особенности катодной защиты против коррозии
Катодный тип защиты получил большое распространение в промышленности. Перед его применением проводится анализ свойств металла. Метод используется в том случае, если не найдена склонность к пассивации.
Одна из важных особенностей технологии заключается в том, что к металлическому предмету прикладывается ток постоянного типа от отрицательного полюса. На фоне этого происходит стремительная поляризация катодов и потенциал меняется. При проведении измерений удается понять, что он оказывается смещен к анодному.
При этом используется и положительный полюс. Он подключается к аноду. Такие действия помогают существенно уменьшить активность коррозии и даже нейтрализовать ее.
Заказчику нудно понимать, что большое значение в качестве и стойкости защиты имеет текущее состояние анода. Под воздействием физических процессов он начинает постепенно разрушаться. Требуется контролировать этот процесс, отслеживать его, чтобы заменить анод пока он не утратил все свои функции.
Специалисты используют разные типы катодной защиты. К ним относятся такие, как:
- Осуществление поляризации после подключения внешнего источника тока.
- Снижение скорости катодного процесса различными методами.
- Обеспечение контакта между материалами, у которых наблюдается большая разница в потенциалах развития свободной коррозии.
Применение поляризации от внешнего источника считается одним из наиболее распространенных методов. Причина популярности заключается в универсальности применения такого средства, а также доступности работы со стальными предметами, которые находятся в труднодоступных местах. Пример – защита днища корабля в воде или трубопровода в почве.
Список вариантов металлов, с которыми можно использовать подобную защиту, очень обширен. Она успешно работает как с цинком и свинцом, так и с алюминием, медью и титаном. Отлично показывает себя способ также с различными вариантами сталей, сплавов металлов с разной основой и ключевыми свойствами.
Постоянный ток в процессе поступает извне. Его генерирует так называемая станция катодной защиты. Ее строение позволяет гарантировать стабильное проведение процесса без отклонения от ключевых требований.
Методы катодной защиты могут применяться в разных случаях. Встречаются ситуации, когда она выступает как основное средство для обеспечения снижения коррозийной активности. Распространено и вспомогательное использование, когда технология становится лишь частью комплексного набора средств.
Специалистам при планировании подобной защиты важно определиться с ответом на вопрос, окажется ли она эффективна в конкретном случае. При этом ключевым показателем является защитный потенциал – он показывает, при каких условиях скорость коррозии в конкретном случае и для определенного варианта металла станет самой низкой. Если потенциал оказывается меньше, чем у других подобных защитных методов, то выбирают этот вариант.
Есть у катодной защиты и минусы. К примеру, формируется риск образования перезащиты, когда потенциал оказывается слишком сильно смещен к отрицательному полюсу. Результатом становится целый список опасных для металла процессов. К ним относится растрескивание коррозийного типа, повышение хрупкости. Первичное защитное покрытие при этом также может утратить все свои защитные функции.
Особенности использования протекторного варианта защиты
Как мы уже отмечали, у катодной защиты есть различные подвиды. И один из них – протекторный. Он предполагает контакт объекта с металлом, потенциал которого более электроотрицательный. Сроки использования протектора отличаются. Важная особенность заключается в том, что он сам начинает ржаветь и со временем требует замены. Нужно отследить этот процесс и принять все нужные меры, чтобы сменить изделие. Затраты на это оказываются меньше, чем урон для основного защищаемого металла.
Чаще всего протекторная защита применяется при наличии переходного сопротивления между изделием и окружающей средой. Стоит учитывать и радиус защиты, которую обеспечивает протектор. Иногда отказ от учета этого параметра может привести к тому, что часть металла начинает ржаветь.
Протекторная защита поможет вам, если стандартный метод с подводом тока оказывается или совсем недоступным или слишком затратным для конкретного объекта.
Мы рекомендуем обратить внимание на протекторы в том случае, если планируется использовать металлоконструкцию в нейтральной среде. К этой категории относятся такие виды сред, как вода, грунт или воздух. Таким образом можно говорить о том, что протекторный вариант защиты является практически универсальным для большинства вариантов.
Большое значение имеет то, из какого металла изготавливается протектор. Это отражается на сроках его использования, защитных характеристиках и других показателях. Больше всего распространены модели из магния, цинка и алюминия.
Цинковые протекторы
Могут иметь разный состав. Кроме самого цинка в них добавляется свинец, железо, алюминий, кадмий или медь. Это позволяет обеспечивать хороший уровень защиты от коррозии для объектов, которые используются в морской воде. Большое значение имеют степень солености такой жидкости и варианты внешнего воздействия. Изделие может утратить свои защитные функции, если от контакта со средой на нем будут сформированы гидроксиды или оксиды с достаточно толстой прослойкой.
Магниевые протекторы
Как и в случае с цинковыми вариантами, могут состоять из разных сплавов. Стандартный вариант, когда на производстве происходит легирование цинком или алюминием в разных процентных соотношениях. Присутствуют и другие элементы, такие, как кремний, никель. Изделие хорошо показывает себя в почвах и воде с низким уровнем солености. Оптимальный показатель рН среды для его использования находится в диапазоне от 95 до 10,5. Применять подобные варианты изделий стоит с осторожностью, потому что в качестве побочного эффекта можно наблюдать повышение хрупкости и растрескивание под действием коррозии.
Алюминиевые протекторы
Это изделия на основе алюминиевого сплава. В него добавляются различные компоненты, которые не допускают появления окислов. Чаще всего защитные средства применяются в морской воде.
Анодная коррозийная защита
Еще один вариант основной или дополнительной защиты материалов от коррозии – это анодная защита. Она подойдет для конструкций, в изготовлении которых использовались самые разные материалы – от углеродистой и низколегированной стали до титана. Также хорошо показывает себя средство, когда нужно поработать с различными пассивирующими металлами.
Анодный тип электрохимической защиты отлично зарекомендовал себя в случае, когда исходный предмет находится в среде с хорошей электропроводностью.
Использование подобной защиты также предполагает смещение потенциала материала. Он передвигается в положительную сторону. В таком случае удается сильно уменьшить скорость распространения коррозии. Сама среда оказывается отлично защищенной от загрязнения, потому что продукты коррозии перестают отделяться в нее.
В зависимости от поставленной задачи и конкретной области использования выбирается один из вариантов анодной защиты. К ним относятся такие, как:
- Смещение потенциала в сторону положительных значений.
- Применение окислителей с увеличением интенсивного протекания катодного процесса.
Применение анодной защиты во многом напоминает анодную поляризацию. Также практикуется добавление в состав пассивирующих ингибиторов. Они способны провоцировать постепенное окисление при воздействии тока на материал. В качестве ингибиторов могут выступать разные средства, но наибольшее распространение в промышленности получили нитраты и бихроматы. При их применении стоит помнить о том, что загрязнение среды оказывается на высоком уровне, нужно взвесить все возникающие параллельно риски.
Метод применения добавок в сплавы помогает добиться реакции восстановления поляризации. Параллельно уменьшаются показатели напряжения, с которыми приходится сталкиваться.
Чтобы обеспечить стабильную анодную защиту также применяются специальные станции. Их состав продуман таким образом, чтобы гарантировать постоянную сохранность против самых разных внешних негативных факторов.
От специалистов по анодной защите требуется предварительно оценить, подойдет ли она для конкретного варианта материала. Используются глубокие исследования – нужно изучить поляризационные кривые, проверить коррозийный потенциал, а также получить представления об особенностях конкретной области.
Если в процессе планируется применять катод, многое будет зависеть от материала, из которого он состоит. В работе применяются такие средства, как никель, свинец и платина.
Значение имеет и среда, в которой применяется анодная защита – она может оказывать значительное влияние на саму степень эффективности процесса. В частности, для повышения эффективности планируется применять металлы легкопассивируемого типа. Также проводится проектирование расположения, изучается оптимальное место для установки как катодов, так и анодов. Это помогает значительно уменьшить вероятность того, что в процессе возникнут какие-либо непредвиденные обстоятельства.
Есть ряд требований, которые должны быть выполнены, чтобы на объект можно было использовать защиту анодного типа. К списку таких требований относятся следующие:
- Качество сварных швов. Нужно внимательно осмотреть их, определить, нет ли механических дефектов и различных вариантов повреждений.
- Особенности поведения материала в конкретной технологической среде. Важно чтобы он пассивировался и не наблюдалось других, нежелательных реакций.
- Качество поверхностей. В ряде случае допускается наличие карманов и щелей, но их нужно свести к минимуму.
- Отказ от заклепок. Если подобные соединения все же есть, защита анодным методом будет недопустима.
Не менее важное требование касается соотношения катода и электрода. Они должны быть в растворе.
Чтобы выполнить анодную защиту допускается использование теплообменников и различных вариантов технологических установок.
В пользу выбора подобного метода защиты говорит его качество, универсальность и большой выбор областей использования. К примеру, можно сформировать анодную протекцию даже для мест хранения серной кислоты и растворов на основе других веществ с высокой степенью химической агрессии.
Наша компания готова больше рассказать вам про использование различные методов защиты. Мы проводим профессиональное горячее цинкование с применением передового европейского оборудования и гарантируем качество защиты по ГОСТ. Чтобы связаться с нами, узнать подробности выполнения заказов и другие детали сотрудничества, достаточно просто оставить заявку на сайте или позвонить по указанным телефонам.
