Teorija

Metālu aizsardzība pret koroziju
Metālu aizsardzībai pret koroziju izmanto vairākus paņēmienus:
 
1) Korozijas vides apstrāde;
2) Piemērotas konstrukcijas izvēle;
3) Aizsargpārklājumi;
4) Elektroķīmiska aizsardzība.
 
Korozijas vides apstrāde
 
Šis paņemiens dod daudzpusīgas iespējas korozijas procesu palēlināšanai. Daži paņēmieni korozijas vides apstrādei ir: temperatūras samazināšana, škidruma plūsmas ātruma samazināšana, skābekļa vai citu oksidētāju koncentrācijas samazināšana, inhibitoru lietošana u.c.
 
Temperatūras samazināšana izsauc ķīmiskās korozijas ātruma samazināšanos. Dažreiz arī temperatūras palielināšana var samazināt korozijas ātrumu, jo samazinās skābekļa škīdība ūdenī un ta rezultātā palēlinās katoda process.
 
Skābekļa vai citu oksidētāju koncentrācijas samazināšana ir vecs korozijas procesu samazināšanas paņēmiens. Tā, piemēram, tvaika katlu barojamo ūdeni pirms ievadīšanas katlā atgaiso ar vakuuma palīdzību vai siltuma apmainītājā uzkarsē, jo gāzu šķīdība augstākās temperatūrās samazinās.
 
Korozijas inhibitori ir vielas, kuras atrodoties korozijas vidē, spēj efektīvi samazināt korozijas ātrumu. Inhibitori efektīvi darbojas pat ļoti mazās koncentrācijās.
Inhibitoru darbības mehānismi ir sarežģīti. Vienkāršoti var uzskatīt, ka ar inhibitoru palīdzību metāla virsma iegūst pasīvu aizsargkārtiņu un pieaug korozijas reakcijas aktivācijas enerģija. Korozijas inhibitori var būtiski bremzēt korozijas procesus arī nepārklājot visu virsmu, bet adsorbējoties tikai uz aktīvajiem centriem.
 
 
Piemērotas konstrukcijas izvēle
 
Konstrukcijai jānodrošina mehāniskās un stiprības prasības kopā ar izturību pret koroziju.
Daži pareizas konstrukcijas izvēles piemēri:
 
1) Jādod priekšroka tērauda konstrukciju metināšanai nevis kniedēšanai. Kniedētos savienojumos iespējama spraugu korozija
2) Konstruējot dažādas tvertnes, jāparedz iespēja to vieglai atbrīvošanai no šķidrumu atliekām un vieglai tīrīšanai. Tvertnes dibens jāparedz ar slīpumu pret šķidruma izvadcauruli, lai pēc tvertnes iztukšošanas tajā nepaliktu šķidrums
3) Jāizvairās no elektriska kontakta starp dažādiem metāliem, lai novērstu korozijas galvanisko elementu veidošanos. Ja iespējams, jālieto līdzīgus metālus visā konstrukcijā vai dažādus metālus jāizolē.
 
Aizsargpārklājumi
 
Metāliskie parklājumi. Vairumā gadījumu krāsainie metāli ir ievērojami izturīgāki pret koroziju nekā tēraudi. Taču tie ir arī ievērojami dārgāki, kā arī to mehāniskās īpašības nav tik labas kā tēraudiem. Krāsaino metālu un tēraudu īpašības var tikt apvienotas, izmantojot krāsainos metālus kā pārklājumus. Šie pārklājumi var kalpot gan dekoratīviem mērķiem (sudrabs, zelts), gan tēraudu aizsardzībai pret koroziju. Pārklājumus var iedalīt divās lielās grupās: katoda pārklājumos un anoda pārklājumos.
 
Anoda pārklājumi. Šajā gadījumā pārklājuma metāla elektroda potenciāls ir negatīvāks par pamata metāla elektroda potenciālu.
Anoda pārklājuma piemērs ir cinkota dzelzs.
Anoda pārklājums aizsargā pamata metālu arī pārklājuma bojājuma gadījumā.
 
a_44.png
Attēls. Anodpārklājums

Katoda pārklājumi. Šajā gadījumā pārklājuma metāla elektroda potenciāls ir pozitīvāks nekā pamata metāla potenciāls. Kā piemēru var minēt alvotu dzelzi.

Attiecībā pret dzelzi kā katodpārklājumi būs visi mazāk aktīvie metāli jeb metāli ar pozitīvāku elektrodu potenciālu: Sn, Cu, Ni, Au, Ag u.c.

a_45.png

Attēls. Katodpārklājums

nemetāliskos pārklājumus izmanto ziedes, laku un krāsu pārklājumus, polimēru pārklājumus, neorganiskus pārklājumus (emaljas).

 

Elektroķīmiska aizsardzība

Katodaizsardzība - elektronu blīvumu (koncentrāciju) aizsargājamai konstrukcijai var palielināt, pieslēdzot to ārējā līdzstrāvas avota negatīvajam polam, liekot tai visai kalpot kā katodam. Elektronu plūsmas rezultātā aizsargājamā metāla visi iepriekš esošie anoda un katoda apgabali iegūst vienādu potenciālu. Visa aizsargājamā metāla virsma sāk strādāt kā jauns katods un uz tā virsmas noris reducēšanās procesi.

Anodaizsardzība - Vienkāršoti šīs aizsardzības efektivitāti var skaidrot ar pasīvu oksīdu aizsargkārtiņu izveidošanos uz metālu vai to sakausējumu virsmas elektroķīmiskā ceļā (anoda process). Metāla konstrukciju pieslēdz līdzstrāvas avota negatīvajam polam, līdzīgi kā elektrolīzes procesā ar aktīvu (šķīstošu anodu). Sākumā notiek metāla oksidēšanās. Palielinot pieslēgto potenciālu, uz metāla virsmas izveidojas blīva, strāvu nevadoša oksīdu plēvīte un strāvas blīvums strauji samazinās.

Atsauce:
http://lv.wikipedia.org/wiki/Korozija
A.Kaksis, U.Bergmanis, V.Kakse "Ķīmija 11.klasei" Lielvārds 2010. 101.-104.lpp
http://www.dzm.lu.lv/kim/IT/K_11/default.aspx@tabid=21&id=530.html
http://skolas.lu.lv/mod/resource/view.php?id=3884&redirect=1
https://estudijas.rtu.lv/mod/resource/view.php?id=65160&redirect=1