- Περιβαλλοντικές τροποποιήσεις
- Επιλογή μετάλλων και επιφανειακές συνθήκες
- Καθοδική προστασία
- Αναστολείς διάβρωσης
- Επένδυση
- Επιμετάλλωση
Περιβαλλοντική τροποποίηση
Η διάβρωση προκαλείται από χημικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ μετάλλου και αερίων στο περιβάλλον περιβάλλον. Με την αφαίρεση του μετάλλου ή την αλλαγή του τύπου του περιβάλλοντος, η φθορά του μετάλλου μπορεί να μειωθεί αμέσως.
Αυτό μπορεί να είναι τόσο απλό όσο η περιοριστική επαφή με βροχή ή θαλασσινό νερό με την αποθήκευση μεταλλικών υλικών σε εσωτερικούς χώρους ή θα μπορούσε να είναι υπό τη μορφή άμεσου χειρισμού του περιβάλλοντος που επηρεάζει το μέταλλο.
Μέθοδοι για τη μείωση της περιεκτικότητας σε θείο, χλωριούχο ή οξυγόνο στο περιβάλλον περιβάλλον μπορούν να περιορίσουν την ταχύτητα διάβρωσης μετάλλων.
Για παράδειγμα, το νερό τροφοδοσίας για τους λέβητες νερού μπορεί να επεξεργαστεί με μαλακτικά ή άλλα χημικά μέσα για να ρυθμίσει τη σκληρότητα, την αλκαλικότητα ή την περιεκτικότητα σε οξυγόνο, προκειμένου να μειωθεί η διάβρωση στο εσωτερικό της μονάδας.
Επιλογή μετάλλων και επιφανειακές συνθήκες
Κανένα μέταλλο δεν είναι ανθεκτικό στη διάβρωση σε όλα τα περιβάλλοντα, αλλά με την παρακολούθηση και κατανόηση των περιβαλλοντικών συνθηκών που προκαλούν τη διάβρωση , οι μεταβολές στον τύπο του χρησιμοποιούμενου μετάλλου μπορούν επίσης να οδηγήσουν σε σημαντική μείωση της διάβρωσης.
Τα δεδομένα αντοχής στη διάβρωση μετάλλων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με πληροφορίες σχετικά με τις περιβαλλοντικές συνθήκες για τη λήψη αποφάσεων σχετικά με την καταλληλότητα κάθε μετάλλου.
Η ανάπτυξη νέων κραμάτων, που έχουν σχεδιαστεί για την προστασία από τη διάβρωση σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα, είναι συνεχώς υπό κατασκευή. Τα κράματα νικελίου Hastelloy®, οι χάλυβες Nirosta® και τα κράματα τιτανίου Timetal® είναι όλα τα παραδείγματα κραμάτων που έχουν σχεδιαστεί για την πρόληψη της διάβρωσης.
Η παρακολούθηση των επιφανειακών συνθηκών είναι επίσης ζωτικής σημασίας για την προστασία από την αλλοίωση του μετάλλου από τη διάβρωση. Οι ρωγμές, οι ρωγμές ή οι αστραπιαίες επιφάνειες, είτε είναι αποτέλεσμα λειτουργικών απαιτήσεων, φθοράς ή κατασκευαστικών ελαττωμάτων, μπορεί να έχουν ως αποτέλεσμα υψηλότερους ρυθμούς διάβρωσης.
Η κατάλληλη παρακολούθηση και η εξάλειψη περιττών ευαίσθητων επιφανειακών συνθηκών, καθώς και η λήψη μέτρων για την αποφυγή αντιδραστικών συνδυασμών μετάλλων και η χρήση διαβρωτικών παραγόντων στον καθαρισμό ή τη συντήρηση μεταλλικών εξαρτημάτων, αποτελούν επίσης μέρος αποτελεσματικού προγράμματος μείωσης της διάβρωσης .
Καθοδική προστασία
Η γαλβανική διάβρωση συμβαίνει όταν δύο διαφορετικά μέταλλα βρίσκονται μαζί σε έναν διαβρωτικό ηλεκτρολύτη.
Αυτό είναι ένα κοινό πρόβλημα για τα μέταλλα που βυθίζονται μαζί στο θαλασσινό νερό, αλλά μπορεί επίσης να συμβεί όταν δύο ανόμοια μέταλλα βυθίζονται σε κοντινή απόσταση σε υγρά εδάφη. Για τους λόγους αυτούς, η γαλβανική διάβρωση συχνά επιτίθεται στα πλοία των πλοίων, στις υπεράκτιες εγκαταστάσεις και στους αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου.
Η καθοδική προστασία λειτουργεί με τη μετατροπή ανεπιθύμητων σημείων ανόδου (ενεργών) στην επιφάνεια ενός μετάλλου σε καθοδικές (παθητικές) θέσεις μέσω της εφαρμογής ενός αντίθετου ρεύματος. Αυτό το αντίθετο ρεύμα παρέχει ελεύθερα ηλεκτρόνια και αναγκάζει τις τοπικές ανόδους να πολωθούν στο δυναμικό των τοπικών καθόδων.
Η καθοδική προστασία μπορεί να λάβει δύο μορφές. Η πρώτη είναι η εισαγωγή γαλβανικών ανόδων. Αυτή η μέθοδος, γνωστή ως σύστημα θυσίας , χρησιμοποιεί μεταλλικές ανόδους, που εισάγονται στο ηλεκτρολυτικό περιβάλλον, για να θυσιάζονται (διαβρώνουν) για να προστατεύσουν την κάθοδο.
Ενώ το μέταλλο που χρειάζεται προστασία μπορεί να ποικίλει, οι θυσίες ανόδους γενικά κατασκευάζονται από ψευδάργυρο , αλουμίνιο ή μαγνήσιο , μέταλλα που έχουν το πιο αρνητικό ηλεκτρο-δυναμικό. Η γαλβανική σειρά παρέχει μια σύγκριση των διαφορετικών ηλεκτροδυναμικών - ή ευγενών - των μετάλλων και των κραμάτων.
Σε ένα σύστημα θυσίας, τα μεταλλικά ιόντα κινούνται από την άνοδο στην κάθοδο, η οποία οδηγεί την ανόδου να διαβρωθεί πιο γρήγορα από ό, τι διαφορετικά. Ως αποτέλεσμα, η άνοδος πρέπει να αντικαθίσταται κανονικά.
Η δεύτερη μέθοδος καθοδικής προστασίας αναφέρεται ως εντυπωμένη προστασία ρεύματος .
Αυτή η μέθοδος, η οποία χρησιμοποιείται συχνά για την προστασία των θαμμένων αγωγών και των σκαφών πλοίων, απαιτεί την παροχή εναλλακτικής πηγής απευθείας ηλεκτρικού ρεύματος στον ηλεκτρολύτη.
Ο αρνητικός ακροδέκτης της πηγής ρεύματος συνδέεται με το μέταλλο, ενώ ο θετικός ακροδέκτης συνδέεται με μια βοηθητική άνοδο, η οποία προστίθεται για να ολοκληρωθεί το ηλεκτρικό κύκλωμα. Σε αντίθεση με ένα σύστημα γαλβανικής (θυσίας) ανόδου, σε ένα εντυπωμένο σύστημα προστασίας ρεύματος, η βοηθητική άνοδος δεν θυσιάζεται.
Αναστολείς διάβρωσης
Οι αναστολείς διάβρωσης είναι χημικά που αντιδρούν με την επιφάνεια του μετάλλου ή με τα περιβαλλοντικά αέρια που προκαλούν διάβρωση, διακόπτοντας έτσι τη χημική αντίδραση που προκαλεί τη διάβρωση.
Οι αναστολείς μπορούν να λειτουργήσουν απορροφώντας τον εαυτό τους στην επιφάνεια του μετάλλου και σχηματίζοντας μια προστατευτική μεμβράνη. Αυτές οι χημικές ουσίες μπορούν να εφαρμοσθούν ως διάλυμα ή ως προστατευτική επικάλυψη μέσω τεχνικών διασποράς.
Η διαδικασία αναστολής επιβράδυνσης της διάβρωσης εξαρτάται από:
- Αλλαγή της συμπεριφοράς ανοδικής ή καθοδικής πόλωσης
- Μείωση της διάχυσης των ιόντων στην επιφάνεια του μετάλλου
- Αύξηση της ηλεκτρικής αντίστασης της επιφάνειας του μετάλλου
Σημαντικές βιομηχανίες τελικής χρήσης για αναστολείς διάβρωσης είναι η διύλιση πετρελαίου, η εξερεύνηση πετρελαίου και αερίου, η χημική παραγωγή και οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού. Το όφελος των αναστολέων διάβρωσης είναι ότι μπορούν να εφαρμοστούν επί τόπου στα μέταλλα ως διορθωτική δράση για την αντιμετώπιση της απροσδόκητης διάβρωσης.
Επικαλύψεις
Τα χρώματα και άλλες οργανικές επικαλύψεις χρησιμοποιούνται για την προστασία των μετάλλων από την αποικοδομητική επίδραση των περιβαλλοντικών αερίων. Οι επικαλύψεις ομαδοποιούνται ανάλογα με τον τύπο του χρησιμοποιούμενου πολυμερούς. Οι κοινές οργανικές επικαλύψεις περιλαμβάνουν:
- Επικαλύψεις αλκυδικών και εποξειδικών εστέρων που, όταν στεγνώνονται στον αέρα, προάγουν την οξείδωση σταυροειδούς δεσμού
- Επικαλύψεις ουρεθάνης δύο μερών
- Ακρυλικές και εποξειδικές πολυμερείς επικαλύψεις ακτινοβολίας
- Βινύλιο, ακρυλικό ή στυρόλιο πολυμερές επικαλύψεις λατέξ
- Υδατοδιαλυτές επικαλύψεις
- Υψηλά στερεά επιχρίσματα
- Σκόνες σε σκόνη
Επιμετάλλωση
Οι μεταλλικές επικαλύψεις ή η επένδυση μπορούν να εφαρμοστούν για την παρεμπόδιση της διάβρωσης καθώς και για την παροχή αισθητικών, διακοσμητικών φινιρισμάτων. Υπάρχουν τέσσερις συνήθεις τύποι μεταλλικών επιχρισμάτων:
- Γαλβανοποίηση: Ένα λεπτό στρώμα μετάλλου - συχνά νικέλιο, κασσίτερο ή χρώμιο - εναποτίθεται στο μέταλλο του υποστρώματος (γενικά χάλυβα) σε ένα ηλεκτρολυτικό λουτρό. Ο ηλεκτρολύτης συνήθως αποτελείται από ένα διάλυμα νερού που περιέχει άλατα του μετάλλου που πρόκειται να εναποτεθεί.
- Μηχανική επίστρωση: Η μεταλλική σκόνη μπορεί να συγκολληθεί εν ψυχρώ σε ένα μέταλλο υποστρώματος με την περιστροφή του τμήματος μαζί με τη σκόνη και τα γυάλινα σφαιρίδια σε ένα επεξεργασμένο υδατικό διάλυμα. Η μηχανική επένδυση χρησιμοποιείται συχνά για την εφαρμογή ψευδαργύρου ή καδμίου σε μικρά μεταλλικά μέρη
- Ηλεκτρόδια: Ένα μέταλλο επίστρωσης, όπως κοβάλτιο ή νικέλιο, εναποτίθεται στο μέταλλο του υποστρώματος χρησιμοποιώντας μια χημική αντίδραση σε αυτή τη μέθοδο μη ηλεκτρικής επιμετάλλωσης.
- Θερμή εμβάπτιση: Όταν βυθιστεί σε λιωμένο λουτρό του προστατευτικού, μεταλλικού επιχρίσματος ένα λεπτό στρώμα προσκολλάται στο μέταλλο του υποστρώματος.
Πηγές
Corrosionist.com. Μέθοδοι ελέγχου της διάβρωσης.
Πηγή: www.corrosionist.com
Ένας οδηγός για την προστασία από τη διάβρωση . Σύμπραξη αυτοκινήτων / χάλυβα. 1999.
Πηγή: http://www.a-sp.org/database/custom/cprotection/corrosionprotection.pdf