یک محصول فلزی راهی برای محافظت در برابر خوردگی است. خوردگی و روش های حفاظت در برابر آن

خوردگی تخریب خود به خودی فلزات در نتیجه برهمکنش شیمیایی یا فیزیکی و شیمیایی با محیط است. در حالت کلی، این تخریب هر ماده ای است، خواه فلز باشد یا سرامیک، چوب یا پلیمر.

فلزات خالص بیشترین حساسیت را در برابر خوردگی دارند. آلیاژها، پلاستیک ها و سایر مواد از این نظر با اصطلاح "پیری" مشخص می شوند. به جای اصطلاح "خوردگی"، اصطلاح "زنگ" نیز اغلب استفاده می شود.

انواع خوردگی

فرآیند خوردگی زندگی مردم را برای قرن ها خراب می کند، بنابراین به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. بسته به نوع محیط، شرایط استفاده از مواد خورنده (انرژی دار بودن، در تماس با محیط دیگر، دائمی یا متغیر و غیره) و بسیاری از عوامل دیگر، خوردگی طبقه بندی های مختلفی دارد.

خوردگی الکتروشیمیایی

به عنوان مثال، اگر میعانات هوا به محل اتصال آنها وارد شود، دو فلز مختلف که به هم متصل هستند، می توانند خورده شوند. فلزات مختلف پتانسیل ردوکس متفاوتی دارند و در واقع یک سلول گالوانیکی در محل اتصال فلزات تشکیل می شود. در این حالت، فلز با پتانسیل کمتر شروع به حل شدن می کند، در این مورد، خورده می شود. این در جوش ها، اطراف پرچ ها و پیچ ها ظاهر می شود.

برای محافظت در برابر این نوع خوردگی به عنوان مثال از گالوانیزه استفاده می شود. در یک جفت فلز روی، روی باید خورده شود، اما در هنگام خوردگی، یک لایه اکسید روی روی تشکیل می شود که روند خوردگی را بسیار کند می کند.

خوردگی شیمیایی

اگر سطح فلز در تماس با یک محیط خورنده باشد و هیچ فرآیند الکتروشیمیایی وجود نداشته باشد، به اصطلاح. خوردگی شیمیایی به عنوان مثال، تشکیل رسوب در هنگام برهمکنش فلزات با اکسیژن در دماهای بالا.

کنترل خوردگی

علیرغم اینکه کشتی هایی که سینه هایشان در ته دریا پوسیده می شوند برای محیط زیست چندان مضر نیستند، خوردگی فلزات هر ساله خسارات زیادی به مردم وارد می کند. بنابراین، جای تعجب نیست که برای مدت طولانی روش های مختلفی برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی وجود داشته است.

سه نوع محافظ در برابر خوردگی وجود دارد:

روش سازه ایشامل استفاده از آلیاژهای فلزی، واشرهای لاستیکی و غیره است.

روش های فعال کنترل خوردگیبا هدف تغییر ساختار لایه دوگانه الکتریکی. یک میدان الکتریکی ثابت با استفاده از منبع جریان ثابت اعمال می شود، ولتاژ به منظور افزایش پتانسیل الکترود فلز محافظت شده انتخاب می شود. روش دیگر استفاده از آند قربانی است، ماده فعال تری که شکسته می شود و از آیتم محافظت شده محافظت می کند.

کنترل خوردگی غیرفعال- این استفاده از لعاب، لاک، گالوانیزه و غیره است. پوشش فلزات با لعاب و لاک به منظور جداسازی فلزات از محیط: هوا، آب، اسیدها و غیره است. آسیب دیده است، اجازه نمی دهد تا خوردگی فلز ایجاد شود، t. روی سریعتر از آهن خورده می شود (به "خوردگی الکتروشیمیایی" در بالا مراجعه کنید).

پوشش های محافظ را می توان به روش های مختلفی روی فلز اعمال کرد. گالوانیزه کردن را می توان در یک مغازه گرم، "روی یک سرد" با اسپری حرارتی انجام داد. رنگ آمیزی با لعاب را می توان با اسپری، غلتکی یا قلم مو انجام داد.

باید توجه زیادی به آماده سازی سطح برای اعمال یک پوشش محافظ شود. موفقیت کل مجموعه اقدامات حفاظتی در برابر خوردگی تا حد زیادی به نحوه تمیز کردن سطح فلز بستگی دارد.

خوردگی باعث خسارات زیادی می شود. در نتیجه محصولات فلزی خواص فنی ارزشمند خود را از دست می دهند. بنابراین، اقدامات کنترل خوردگی بسیار مهم است.

آنها بسیار متنوع هستند و شامل روش های زیر می شوند:

1. پوشش های سطحی محافظ فلزات. آنها فلزی و غیر فلزی هستند. پوشش های فلزی به نوبه خود به موارد زیر تقسیم می شوند: گالوانیکی. به دست آمده از غوطه ور شدن در مذاب؛ روکش فلزی؛ انتشار و همدما رسوب می کند. پوشش های غیر فلزی عبارتند از: سیلیکات (مینایی)؛ فسفات؛ سرامیک، پلیمر: رنگ و پودر.

4. اکسیژن زدایی آب.

5. ایجاد آلیاژهایی با خاصیت ضد خوردگی.

آبکاری فلز فلز را از محیط خارجی جدا می کند. آنها به صورت الکترولیتی اعمال می شوند و ترکیب الکترولیت، چگالی جریان و دمای محیط را انتخاب می کنند. این روش به دست آوردن لایه های بسیار نازک قابل اعتماد فلزات (روی، نیکل، کروم، سرب، قلع، مس، کادمیوم و غیره) را ممکن می سازد و مقرون به صرفه است. پوشش فرآورده های آهنی با این فلزات و سایر فلزات، علاوه بر محافظت، ظاهر زیبایی به آنها می بخشد.

تمیز کردن کامل محصول پوشش داده شده از آلودگی یکی از شرایط مهم برای به دست آوردن یک پوشش با کیفیت است. آلاینده ها عبارتند از: چربی ها، روغن ها و اکسیدها. سطحی که قرار است پوشش داده شود به سه روش مکانیکی (سنگ زنی، ماسه و شات بلاست)، شیمیایی و الکتروشیمیایی (چربی زدایی، اچینگ و پرداخت الکتروشیمیایی) پردازش می شود. نگهداری محصولات آماده قبل از پوشش حداکثر 4 تا 6 ساعت.

به عنوان مثال، آهن سقف توسط روی از خوردگی محافظت می شود. روی، اگرچه فلزی فعال تر از آهن است، اما از بیرون با یک لایه اکسید محافظ پوشانده شده است. هنگامی که آسیب می بیند، یک جفت گالوانیکی آهن و روی رخ می دهد. کاتد (مثبت) آهن است و آند (منفی) روی است. الکترون ها از روی به آهن حرکت می کنند، روی حل می شود، اما آهن تا زمانی که لایه روی به طور کامل از بین برود محافظت می شود.

به عنوان مثال، پوشش های روی و قلع به روش غوطه ور کردن قطعات در مذاب اعمال می شود. لایه محافظ (d = 10 - 50 میکرومتر) دارای چسبندگی انتشار به بستر است. از معایب این روش می توان به سختی دستیابی به ضخامت پوشش یکنواخت و همچنین مصرف بالای فلز اشاره کرد که به عنوان مثال هنگام استفاده از روی برای لایه ای با ضخامت 25 میکرومتر تا 600 گرم بر متر مربع می رسد.

روش نفوذی حفاظت مبتنی بر تغییر در ترکیب شیمیایی و فازی لایه سطحی فلز با ورود عناصر مناسب به آن است که مقاومت در برابر خوردگی را ایجاد می کند. فولاد در برابر خوردگی جوی با گالوانیزه حفظ می شود، آلومینیوم سازی برای محافظت در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا استفاده می شود. پوشش های سیلیکونی (سیلیکون سازی) برای محافظت از فلزات مقاوم در برابر حرارت، بوراتینگ - برای افزایش مقاومت در برابر سایش و استحکام استفاده می شود.

روکش فلزی برای ساخت ورق های دو فلزی مانند فولاد نیکل، فولاد-تیتانیوم، فولاد-مس، فولاد-آلومینیوم استفاده می شود. این کار با روش‌های تغییر شکل پلاستیک داغ، قوس الکتریکی و سطح سرباره الکتریکی، جوشکاری انفجاری انجام می‌شود.

پوشش های اسپری شده با روش های حرارتی، پلاسما، انفجار و خلاء به دست می آیند. در این حالت فلز در فاز مایع به صورت قطرات پاشیده می شود و روی سطحی که قرار است پوشش داده شود رسوب می کند. روش ساده است، اجازه می دهد تا لایه هایی با هر ضخامت با چسبندگی خوب به فلز پایه به دست آورید. در روش خلاء، مواد پوشش تا حالت بخار گرم می شوند و جریان بخار روی سطح محصول متراکم می شود.

روش های پاشش به شما امکان می دهد از سازه های پیش ساخته محافظت کنید. با این حال، مصرف فلز در این مورد بسیار قابل توجه است و پوشش متخلخل به نظر می رسد و برای ایجاد محافظت در برابر خوردگی نیاز به آب بندی اضافی با رزین های ترموپلاستیک یا سایر مواد پلیمری است. هنگام بازیابی قطعات فرسوده ماشین، تخلخل بسیار ارزشمند است، زیرا به عنوان حامل روان کننده ها عمل می کند.

لعاب شیشه ای شیشه ای است که در لایه نازکی بر روی سطح اجسام فلزی به منظور محافظت در برابر خوردگی، رنگ خاصی به آنها و بهبود ظاهر آنها، ایجاد سطح بازتابنده و غیره اعمال می شود.

تولید محصولات لعابی شامل عملیات زیر است: سنتز در دمای بالا - ذوب شیشه های لعابی (فریت). تهیه پودرها و سوسپانسیون ها از آنها؛ آماده سازی سطح محصولات فلزی و میناکاری خود - استفاده از سوسپانسیون روی سطح فلز، خشک کردن و ذوب شیشه پودر شده در یک پوشش.

محصولات فولادی معمولاً دو یا سه بار با مینای آسیاب شده پوشانده می شوند. ضخامت کل پوشش حاصل به طور متوسط ​​1.5 میلی متر است. پس از خشک شدن خاک حاصل در دمای 90 - 100 درجه سانتیگراد، قطعه در دمای 850 - 950 درجه سانتیگراد پخته می شود. به منظور افزایش دوام پوشش های لعابی لوله های فولادی در مهندسی برق حرارتی، روی لایه ای از آلومینیوم پاشیده شده اعمال می شود.

فسفاته کردن محصولات فولادی بر اساس تشکیل فسفات های نامحلول در آب دو و سه جایگزین آهن، روی و منگنز است. آنها زمانی تشکیل می شوند که محصولات در محلول رقیق اسید فسفریک با افزودن فسفات های تک جایگزین فلزات فوق غوطه ور شوند. لایه فسفات حاصل به خوبی به پایه فلزی می چسبد. این پوشش ها متخلخل هستند، بنابراین علاوه بر این نیاز به لاک زدن یا رنگ آمیزی دارند. ضخامت لایه های فسفات 10 تا 20 میکرون است. فسفاته کردن باید با غوطه وری یا اسپری انجام شود.

پوشش های مبتنی بر اکسیدهای برخی از عناصر p، همچنین سیلیسی، آلومینوسیلیکات، منیزیم، کربوراندوم و غیره، به عنوان محافظ سرامیکی استفاده می شود. مواد جدیدی به نام cermets ساخته شده است. اینها مخلوط های سرامیکی و فلزی یا ترکیبی از فلزات با سرامیک هستند، به عنوان مثال، Al - Al2O3 (SAP)، V - Al - Al2O3 (میله سوخت). آنها در ساخت رآکتور کاربرد پیدا می کنند. در مقایسه با سرامیک های ساده، سرمت ها دارای استحکام و شکل پذیری بیشتری هستند، مقاومت بسیار بالایی در برابر ضربه های مکانیکی و حرارتی دارند.

پوشش های لاکی اعمال می شوند: با پاشش با هوا، فشار بالا و در میدان الکتریکی. آبکاری، جریان، غوطه وری، غلطک، برس، و غیره. خشک کردن مصنوعی رنگ ها را می توان با هوای گرم، در محفظه ها، اشعه مادون قرمز و اشعه ماوراء بنفش انجام داد.

استفاده از لایه های پودر پلیمری با شعله گاز، گرداب و پاشش الکترواستاتیک انجام می شود. در دمای 650 تا 700 درجه سانتیگراد، پلیمر پودری نرم شده و در اثر برخورد با سطح قطعه آماده شده و حرارت داده شده تا دمای فشار پلیمر، به آن می چسبد و پوششی پیوسته تشکیل می دهد. پلی اتیلن، پلی وینیل کلراید، فلوئوروپلاست، نایلون و سایر مواد پلیمری با موفقیت برای سمپاشی استفاده می شود.

برای حفاظت کاتدی فولاد در خاک و محلول های آبی خنثی، حداقل پتانسیل 770 - 780 میلی ولت است. عایق فیلم همزمان سطح محصول در برابر تماس با محیط خورنده را فراهم می کند.

حفاظت آند فقط برای تجهیزات ساخته شده از آلیاژهایی که در این محلول فرآیندی مستعد غیرفعال شدن هستند استفاده می شود. خوردگی این آلیاژها در حالت بی اثر بسیار کندتر پیش می رود. یک منبع جریان مستقیم با یک تنظیم کننده خودکار پتانسیل قطبش آندی فلز محافظت شده استفاده می شود.

بسته به تهاجمی بودن محیط، کاتدهای ساخته شده از چدن سیلیکونی، مولیبدن، آلیاژهای تیتانیوم و فولادهای ضد زنگ برای محافظت از آند استفاده می شود. به این ترتیب مبدل های حرارتی ساخته شده از فولادهای ضد زنگ که در اسید سولفوریک 70 تا 90 درصد در دمای 100 تا 120 درجه سانتیگراد کار می کنند محافظت می شوند.

بازدارنده های خوردگی موادی هستند که سرعت تخریب محصولات فلزی را کاهش می دهند. حتی در مقادیر کم، سرعت هر دو مکانیسم خوردگی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. آنها وارد یک محیط تهاجمی کار می شوند یا روی قطعات اعمال می شوند. آنها روی سطح فلز جذب می شوند، با تشکیل فیلم های محافظ با آن تعامل می کنند و بنابراین از وقوع فرآیندهای مخرب جلوگیری می کنند. برخی از آنتی اکسیدان ها به حذف اکسیژن (یا سایر عوامل اکسید کننده) از محل کار کمک می کنند، که سرعت خوردگی را نیز کاهش می دهد.

بسیاری از ترکیبات معدنی و آلی و مخلوط های مختلف بر اساس آنها به عنوان بازدارنده عمل می کنند. آنها به طور گسترده در تمیز کردن شیمیایی دیگهای بخار از مقیاس، رسوب زدایی با اسیدشویی، و همچنین در ذخیره سازی و حمل و نقل اسیدهای قوی معدنی در ظروف فولادی و غیره استفاده می شوند. به عنوان مثال، برای شستشوی تجهیزات قدرت حرارتی با اسید هیدروکلریک، از بازدارنده های مارک های I-1-A، I-1-B، I-2-B (مخلوطی از پایه های پیریدین بالاتر) استفاده می شود.

ایجاد آلیاژهایی با خواص ضد خوردگی شامل آلیاژسازی فولادها با فلزاتی مانند کروم است. در این حالت فولادهای ضد زنگ کروم مقاوم در برابر خوردگی به دست می آیند. تقویت خواص ضد خوردگی فولادها با افزودن نیکل، کبالت و مس. آلیاژسازی به دنبال دستیابی به مقاومت در برابر خوردگی بالا در محیط کار و ارائه مجموعه ای از مشخصات فیزیکی و مکانیکی است. فولادهای آلیاژی با فلزاتی که به راحتی غیرفعال می شوند مانند آلومینیوم، کروم، نیکل، تیتانیوم، تنگستن و مولیبدن، تمایل به غیرفعال شدن را به فولاد می دهد، مشروط بر اینکه محلول های جامد تشکیل شوند.

برای مبارزه با ICC فولادهای آستنیتی از موارد زیر استفاده می شود:

الف) کاهش محتوای کربن، که تشکیل کاربیدهای کروم را از بین می برد.

ب) ورود فلزات تشکیل دهنده کاربید (تیتانیوم و نیوبیم) قویتر از کروم به فولاد، که کربن را به کاربیدهای آنها متصل می کند و از بین رفتن مرزهای دانه در کروم را حذف می کند.

ج) سخت شدن فولادها از 1050 - 1100 درجه سانتیگراد، که انتقال کروم و کربن را به یک محلول جامد بر اساس آنها تضمین می کند.

د) بازپخت، که مناطق مرزی دانه ها را با کروم آزاد تا سطح مقاومت به خوردگی مورد نیاز غنی می کند.

سوالات برای کار مستقل. مبانی تئوری خوردگی، انواع خوردگی فلزات، مبارزه و حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر خوردگی آسیب تشعشع به فلزات و آلیاژها، مبارزه با آسیب تشعشعات. رفع آسیب تشعشع جوش و لحیم کاری در مهندسی قدرت. روش ها، ماهیت، مزایا و معایب. ادبیات: علم مواد. (تحت سردبیری عمومی B.N. Arzamasov و G.G. Mukhin) ویرایش 3. تجدید نظر و گسترش یافته است. M: انتشارات MSTU im. N.E. Bauman، 2002.

شرط اصلی حفاظت در برابر خوردگی فلزات و آلیاژها کاهش نرخ خوردگی است. کاهش نرخ خوردگی با استفاده از روش های مختلف حفاظت از سازه های فلزی در برابر خوردگی امکان پذیر است. اصلی ترین آنها عبارتند از:

1 پوشش های محافظ

2 درمان محیط خورنده برای کاهش خورندگی (به ویژه با حجم ثابت محیط های خورنده).

3 حفاظت الکتروشیمیایی

4 توسعه و تولید مواد ساختاری جدید با افزایش مقاومت در برابر خوردگی.

5 انتقال در تعدادی از طرح ها از فلز به مواد مقاوم در برابر مواد شیمیایی (مواد پلاستیکی با مولکولی بالا، شیشه، سرامیک و غیره).

6 طراحی و بهره برداری منطقی از سازه ها و قطعات فلزی.

1. پوشش های محافظ

پوشش محافظ باید پیوسته، به طور یکنواخت در تمام سطح توزیع شده باشد، نسبت به محیط نفوذ ناپذیر باشد، دارای چسبندگی (استحکام چسبندگی) بالا به فلز، سخت و مقاوم در برابر سایش باشد. ضریب انبساط حرارتی باید نزدیک به ضریب انبساط حرارتی فلز محصول محافظت شده باشد.

طبقه بندی پوشش های محافظ در شکل نشان داده شده است. 43

پوشش های محافظ

پوشش های فلزی غیر فلزی

Inorganic OrganicCathodeAnode

شکل 43 - طرح طبقه بندی برای پوشش های محافظ

1.1 پوشش های فلزی

استفاده از پوشش های فلزی محافظ یکی از رایج ترین روش های کنترل خوردگی است. این پوشش‌ها نه تنها در برابر خوردگی محافظت می‌کنند، بلکه تعدادی خواص فیزیکی و مکانیکی با ارزش را به سطح خود می‌دهند: سختی، مقاومت در برابر سایش، هدایت الکتریکی، قابلیت لحیم کاری، قابلیت بازتاب، ارائه پوشش‌های تزئینی به محصولات و غیره.

با توجه به روش عمل حفاظتی، پوشش های فلزی به دو دسته کاتدی و آندی تقسیم می شوند.

پوشش‌های کاتدی در مقایسه با پتانسیل فلزی که روی آن رسوب می‌کنند، پتانسیل‌های الکترود مثبت‌تر و آندی - الکترونگاتیو بیشتری دارند. به عنوان مثال، مس، نیکل، نقره، طلا که روی فولاد رسوب کرده اند، پوشش های کاتدی هستند و روی و کادمیوم نسبت به همان فولاد، پوشش های آندی هستند.

لازم به ذکر است که نوع پوشش نه تنها به ماهیت فلزات، بلکه به ترکیب محیط خورنده نیز بستگی دارد. قلع نسبت به آهن در محلول‌های اسیدهای معدنی و نمک‌ها نقش یک پوشش کاتدی را ایفا می‌کند و در تعدادی از اسیدهای آلی (غذای کنسرو شده) به عنوان آند عمل می‌کند. در شرایط عادی، پوشش های کاتدی از فلز محصول به صورت مکانیکی محافظت می کند و آن را از محیط جدا می کند. نیاز اصلی برای پوشش های کاتدی تخلخل است. در غیر این صورت، هنگامی که محصول در الکترولیت غوطه ور می شود یا زمانی که لایه نازکی از رطوبت روی سطح آن متراکم می شود، نواحی در معرض (در منافذ یا ترک ها) فلز پایه به آند تبدیل می شود و سطح پوشش به کاتد تبدیل می شود. در مکان های ناپیوستگی، خوردگی فلز پایه آغاز می شود که می تواند در زیر پوشش پخش شود (شکل 44 a).

شکل 11 طرح خوردگی آهن با پوشش کاتد متخلخل (a) و آند (ب)

پوشش های آند از فلز محصول نه تنها از نظر مکانیکی، بلکه عمدتاً الکتروشیمیایی محافظت می کند. در سلول گالوانیکی حاصل، فلز پوشش به آند تبدیل می شود و دچار خوردگی می شود و نواحی در معرض (در منافذ) فلز پایه مانند کاتد عمل می کنند و تا زمانی که تماس الکتریکی پوشش با فلز محافظت شده حفظ می شود، فرو نمی ریزند. و جریان کافی از سیستم عبور می کند (شکل 4 ب). بنابراین درجه تخلخل پوشش های آندی بر خلاف پوشش های کاتدی نقش بسزایی ندارد.

در برخی موارد، حفاظت الکتروشیمیایی می تواند در طول اعمال پوشش های کاتدی انجام شود. این اتفاق می افتد اگر فلز پوشش در رابطه با محصول یک کاتد موثر باشد و فلز پایه مستعد غیرفعال شدن باشد. پلاریزاسیون آندی حاصل، نواحی محافظت نشده (در منافذ) فلز پایه را غیرفعال می کند و تخریب آنها را دشوار می کند. این نوع حفاظت الکتروشیمیایی آندی برای پوشش های مس روی فولادهای 12X13 و 12X18H9T در محلول های اسید سولفوریک آشکار می شود.

روش اصلی اعمال پوشش های فلزی محافظ، گالوانیکی است. روش های انتشار حرارتی و مکانیکی حرارتی، متالیزاسیون با پاشش و غوطه وری در مذاب نیز مورد استفاده قرار می گیرد. اجازه دهید هر یک از روش ها را با جزئیات بیشتری تجزیه و تحلیل کنیم.

1.2 پوشش های آبکاری شده.

روش گالوانیکی رسوب گذاری پوشش های فلزی محافظ در صنعت بسیار فراگیر شده است. در مقایسه با سایر روش های اعمال پوشش های فلزی، دارای تعدادی مزیت جدی است: راندمان بالا (محافظت از فلز در برابر خوردگی با پوشش های بسیار نازک حاصل می شود)، امکان به دست آوردن پوشش هایی از همان فلز با خواص مکانیکی متفاوت، قابلیت کنترل آسان فرآیند (کنترل ضخامت و خواص رسوبات فلزی با تغییر در ترکیب الکترولیت و حالت الکترولیز)، امکان به دست آوردن آلیاژهای ترکیبات مختلف بدون استفاده از دماهای بالا، چسبندگی خوب به فلز پایه و غیره.

نقطه ضعف روش گالوانیکی ضخامت ناهموار پوشش روی محصولات با مشخصات پیچیده است.

رسوب الکتروشیمیایی فلزات در یک حمام گالوانیکی جریان مستقیم انجام می شود (شکل 45). محصول با روکش فلزی روی کاتد آویزان می شود. به عنوان آند، صفحات ساخته شده از فلز رسوب شده (آندهای محلول) یا از مواد نامحلول در الکترولیت (آندهای نامحلول) استفاده می شود.

یکی از اجزای ضروری الکترولیت یک یون فلزی است که روی کاتد رسوب می کند. ترکیب الکترولیت همچنین ممکن است شامل موادی باشد که هدایت الکتریکی آن را افزایش می دهد، روند فرآیند آند را تنظیم می کند، pH ثابت را تضمین می کند، سورفکتانت هایی که قطبش فرآیند کاتد را افزایش می دهند، افزودنی های روشن کننده و تراز کننده و غیره.

شکل 5 حمام آبکاری برای رسوب الکتریکی فلزات:

1 - بدن؛ 2 - پوشش تهویه؛ 3 - کویل برای گرمایش; 4 - مقره ها; 5 – میله های آند؛ 6 – میله های کاتد؛ 7 - حباب برای اختلاط با هوای فشرده

بسته به شکلی که یون فلز تخلیه کننده در آن محلول است، تمام الکترولیت ها به پیچیده و ساده تقسیم می شوند. تخلیه یون های پیچیده در کاتد با اضافه ولتاژ بالاتر از تخلیه یون های ساده اتفاق می افتد. بنابراین، رسوبات به دست آمده از الکترولیت های پیچیده دارای دانه بندی ریزتر و ضخامت یکنواخت هستند. با این حال، این الکترولیت ها دارای راندمان جریان فلزی کمتر و چگالی جریان عملیاتی کمتری هستند، به عنوان مثال. از نظر عملکرد نسبت به الکترولیت های ساده که در آنها یون فلزی به شکل یون های هیدراته ساده است، پایین تر هستند.

توزیع جریان روی سطح محصول در حمام گالوانیکی هرگز یکنواخت نیست. این منجر به نرخ های مختلف رسوب و در نتیجه ضخامت های پوشش متفاوت در بخش های جداگانه کاتد می شود. یک تغییر شدید در ضخامت در محصولات با مشخصات پیچیده مشاهده می شود که بر خواص محافظتی پوشش تأثیر منفی می گذارد. یکنواختی ضخامت پوشش رسوب‌شده با افزایش رسانایی الکتریکی الکترولیت، افزایش پلاریزاسیون با افزایش چگالی جریان، کاهش راندمان جریان فلز با افزایش چگالی جریان بهبود می‌یابد. افزایش فاصله بین کاتد و آند.

توانایی یک حمام گالوانیکی برای ایجاد پوشش های ضخامت یکنواخت روی یک سطح برجسته، قدرت پراکندگی نامیده می شود. الکترولیت های پیچیده بالاترین قدرت پراکندگی را دارند.

برای محافظت از محصولات در برابر خوردگی، از رسوب گالوانیکی بسیاری از فلزات استفاده می شود: روی، کادمیوم، نیکل، کروم، قلع، سرب، طلا، نقره و غیره. همچنین از آلیاژهای الکترولیتی مانند Cu - Zn، Cu - Sn، Sn - استفاده می شود. پوشش های دو و چند لایه.

موثرترین محافظت (الکتروشیمیایی و مکانیکی) فلزات آهنی در برابر خوردگی، پوشش های آندی با روی و کادمیوم است.

از پوشش های روی برای محافظت در برابر خوردگی قطعات ماشین آلات، خطوط لوله، ورق های فولادی استفاده می شود. روی فلزی ارزان و در دسترس است. این محصول اصلی را با روش های مکانیکی و الکتروشیمیایی محافظت می کند، زیرا در صورت وجود منافذ یا نقاط خالی، روی از بین می رود و پایه فولادی خورده نمی شود.

پوشش های روی غالب هستند. روی حدود 20 درصد از تمام قطعات فولادی را از خوردگی محافظت می کند و حدود 50 درصد روی تولید شده در جهان برای آبکاری استفاده می شود.

در سال های اخیر، کار بر روی ایجاد پوشش های گالوانیکی محافظ از آلیاژهای مبتنی بر روی توسعه یافته است: روی - نیکل (8 - 12٪ Ni)، روی - آهن، روی - Co (0.6 - 0.8٪ Co). در این صورت می توان مقاومت به خوردگی پوشش را 2-3 برابر افزایش داد.

بسته به ماهیت خوردگی و شرایط وقوع آن از روش های حفاظتی مختلفی استفاده می شود. انتخاب یک یا روش دیگر با اثربخشی آن در این مورد خاص و همچنین امکان سنجی اقتصادی تعیین می شود. هر روش حفاظتی روند فرآیند خوردگی را تغییر می دهد، یا میزان آن را کاهش می دهد یا به طور کامل متوقف می کند. نمودارهای خوردگی، که به طور کامل فرآیند خوردگی را مشخص می کند، باید آن تغییرات در مسیر جریان را که تحت شرایط حفاظتی مشاهده می شود، منعکس کند. بنابراین، هنگام توسعه راه های ممکن برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی، می توان از نمودارهای خوردگی استفاده کرد. آنها به عنوان مبنایی برای روشن شدن ویژگی های اساسی یک روش خاص عمل می کنند. چنین نمودارهایی یک رابطه خطی بین چگالی و پتانسیل هر واکنش خاص را فرض می کنند. این ساده سازی برای ارزیابی کیفی ویژگی های اکثر روش ها کاملاً قابل قبول است.

آیا بازده حفاظتی بر حسب ضریب ترمز بیان می شود؟ یا درجه حفاظت ز. ضریب ترمز نشان می دهد که چند بار نرخ خوردگی در نتیجه اعمال این روش حفاظتی کاهش می یابد، در کجا و - میزان خوردگی قبل و بعد از حفاظت. درجه حفاظت نشان می دهد که چگونه به طور کامل می توان خوردگی را به دلیل استفاده از این روش مهار کرد:

حفاظت از فلزات شیمیایی در برابر خوردگی

از بین تمام روش های حفاظتی مبتنی بر تغییر در خواص الکتروشیمیایی یک فلز تحت تأثیر جریان پلاریزه کننده، رایج ترین آنها محافظت از فلزات در هنگام اعمال پلاریزاسیون کاتدی روی آنها (حفاظت کاتدی) است. هنگامی که پتانسیل فلز به سمت مقادیر الکترونگاتیو بیشتر (در مقایسه با مقدار پتانسیل خوردگی ثابت) تغییر می کند، سرعت واکنش کاتدی افزایش می یابد، در حالی که سرعت واکنش آندی کاهش می یابد. اگر برابری در یک پتانسیل ثابت مشاهده شد، در یک مقدار منفی تر این برابری نقض می شود: علاوه بر این.

محافظ فلزی پلاریزاسیون کاتدیبرای افزایش مقاومت سازه های فلزی در شرایط خوردگی زیرزمینی (خاک) و دریایی و همچنین هنگام تماس فلزات با محیط های شیمیایی تهاجمی استفاده می شود. در مواردی که محیط خورنده دارای رسانایی الکتریکی کافی باشد و افت ولتاژ (مرتبط با جریان جریان محافظ) و در نتیجه مصرف برق نسبتاً کم باشد، توجیه اقتصادی دارد. پلاریزاسیون کاتدی فلز محافظت شده یا با اعمال جریان از یک منبع خارجی (حفاظت کاتدی) یا با ایجاد یک جفت ماکروگالوانیکی با یک فلز کمتر نجیب (معمولاً از آلومینیوم، منیزیم، روی و آلیاژهای آنها استفاده می شود) حاصل می شود. در اینجا نقش آند را بازی می کند و با سرعتی حل می شود که نیروی لازم را در سیستم جریان الکتریکی ایجاد کند (حفاظت محافظ). یک آند محلول در حفاظت قربانی اغلب به عنوان "آند قربانی" نامیده می شود.

حفاظت کاتدی معمولاً با محافظت از فلزات آهنی همراه است، زیرا از آنها برای ساختن اکثریت قریب به اتفاق اجسام در زیر زمین و هنگام غوطه ور شدن در آب استفاده می شود، مانند خطوط لوله، پایه شمع، اسکله، روگذر، کشتی و غیره. محافظ آند قربانی در همه چیز منیزیم به طور گسترده در سراسر جهان استفاده می شود. معمولاً به شکل آلیاژهای حاوی 6٪ آلومینیوم، 3٪ روی و 0.2٪ منگنز استفاده می شود. این افزودنی ها از تشکیل لایه هایی که سرعت انحلال فلز را کاهش می دهند، جلوگیری می کند. خروجی جریان محافظ همیشه کمتر از 100٪ است، زیرا منیزیم خورده می شود و هیدروژن روی آن آزاد می شود. آلومینیوم آلیاژ شده با 5% روی نیز استفاده می شود، اما اختلاف پتانسیل با آهن برای آلیاژ بسیار کمتر از آلیاژ منیزیم است. نزدیک به اختلاف پتانسیل برای فلز روی است که برای محافظت نیز استفاده می شود، مشروط بر اینکه با دوپینگ مناسب روی آندها از تشکیل فیلم مرتبط با آلودگی آهن که در روی رایج است، جلوگیری شود. انتخاب ماده برای آندها یک کار دشوار در خاک یا سایر محیط های با رسانایی پایین، به دلیل افت، اختلاف پتانسیل زیادی لازم است iRبین الکترودها بسیار بزرگ است، در حالی که در رسانه های با رسانایی بالا، استفاده اقتصادی تر از اختلاف پتانسیل کوچک امکان پذیر است. متغیرهای مهم مکان الکترودها، قدرت پراکندگی محیط، یعنی. توانایی آن در ارائه چگالی جریان یکسان در تمام مناطق سطح محافظت شده و همچنین ویژگی های پلاریزاسیون الکترودها. اگر الکترودها در خاکی غوطه ور شوند که به دلایلی غیرقابل قبول است، مثلاً نسبت به آندها تهاجمی باشد، معمولاً تمرین می شود که آندها را با بستری از مواد رسانای متخلخل خنثی به نام پس انداز احاطه کنند.

در عمل، حفاظت کاتدی به ندرت بدون اقدامات اضافی مورد استفاده قرار می گیرد. جریان مورد نیاز برای حفاظت کامل معمولاً بیش از حد است و علاوه بر تأسیسات الکتریکی گران برای تأمین آن، باید در نظر داشت که چنین جریانی اغلب عوارض جانبی مضری مانند قلیایی شدن بیش از حد ایجاد می کند. بنابراین حفاظت کاتدی در ترکیب با انواع خاصی از پوشش ها استفاده می شود. جریان مورد نیاز در این مورد کم است و فقط برای محافظت از مناطق در معرض سطح فلز کار می کند.

حفاظت آند.بسیاری از فلزات در برخی از محیط های تهاجمی در حالت غیرفعال هستند. کروم، نیکل، تیتانیوم، زیرکونیوم به راحتی در حالت غیرفعال قرار می گیرند و آن را ثابت نگه می دارند. اغلب آلیاژ کردن فلزی که کمتر مستعد غیرفعال شدن است با فلزی که راحت تر غیرفعال می شود منجر به تشکیل آلیاژهای نسبتاً خوب غیرفعال می شود. به عنوان مثال انواع آلیاژهای FeCr که انواع فولادهای ضدزنگ و مقاوم در برابر اسید هستند، به عنوان مثال در برابر آب شیرین، جو، اسید نیتریک و غیره مقاوم هستند. برای استفاده عملی از انفعال، فرد به چنین ترکیبی از خواص فلز و محیط نیاز دارد که در آن دومی مقدار پتانسیل ساکن در منطقه را فراهم می کند. چنین استفاده ای از انفعال در فناوری حفاظت در برابر خوردگی از دیرباز شناخته شده است و از اهمیت عملی زیادی برخوردار است.حفاظت از آند در محیط های بسیار تهاجمی، به عنوان مثال، در صنایع شیمیایی مفید است. اگر یک رابط مایع و گاز وجود دارد، باید در نظر داشت که حفاظت آند نمی تواند به سطح فلز در یک محیط گازی گسترش یابد، که اتفاقاً برای حفاظت کاتدی نیز معمول است. اگر فاز گاز نیز تهاجمی باشد یا یک رابط بی قرار وجود داشته باشد که منجر به پاشیدن مایع و ته نشین شدن قطرات آن بر روی فلز بالای سطح مشترک می شود، در صورت خیس شدن دوره ای دیواره محصول در یک منطقه خاص، لازم است. برای مطرح کردن این سوال در مورد راه های دیگری برای محافظت از سطح بالای سطح مایع ثابت.

حفاظت آند به سادگی با اعمال یک emf ثابت انجام می شود. از یک منبع خارجی انرژی الکتریکی قطب مثبت به محصول محافظت شده متصل می شود و کاتدهای نسبتاً کوچکی در نزدیکی سطح آن قرار می گیرند. آنها به اندازه ای و در فاصله ای از سطح قرار می گیرند تا در صورت امکان از قطبش آندی یکنواخت محصول اطمینان حاصل شود. این روش در صورتی استفاده می‌شود که به اندازه کافی بزرگ باشد و خطری وجود نداشته باشد، با توزیع نابرابر نابرابر پتانسیل آند، فعال‌سازی یا repassivation، یعنی. فراتر رفتن.

به این ترتیب می توان از محصولات ساخته شده از تیتانیوم یا زیرکونیوم در اسید سولفوریک محافظت کرد. فقط لازم است به یاد داشته باشید که غیرفعال سازی ابتدا نیاز به عبور جریانی با قدرت بیشتر دارد که با انتقال پتانسیل فراتر از آن همراه است. برای دوره اولیه، توصیه می شود یک منبع انرژی اضافی داشته باشید. همچنین باید پلاریزاسیون بزرگ کاتدها را نیز در نظر گرفت که چگالی جریان روی آنها به دلیل اندازه کوچک آنها زیاد است. با این حال، اگر ناحیه حالت غیرفعال بزرگ باشد، تغییر در پتانسیل کاتد حتی به اندازه چند دهم ولت خطرناک نیست.

پوشش ها به عنوان روشی برای محافظت از فلزات در برابر خوردگی.حفاظت از فلزات، بر اساس تغییر در خواص آنها، یا با عملیات ویژه سطح آنها یا با آلیاژسازی انجام می شود. تصفیه سطح فلز به منظور کاهش خوردگی به یکی از روش های زیر انجام می شود: پوشاندن فلز با لایه های غیرفعال کننده سطح از ترکیبات به سختی محلول آن (اکسیدها، فسفات ها، سولفات ها، تنگستات ها یا ترکیبی از آنها)، ایجاد لایه های محافظ از روان کننده ها. قیر، رنگ، لعاب و غیره پ. و اعمال پوشش‌هایی از سایر فلزات که در این شرایط خاص نسبت به فلز محافظت شده مقاومت بیشتری دارند (قلع‌کاری، روکش روی، آبکاری مس، آبکاری نیکل، آبکاری کروم، آبکاری سرب، آبکاری رودیوم و غیره).

اثر محافظتی اکثر فیلم های سطحی را می توان به جداسازی مکانیکی فلز از محیط ناشی از آنها نسبت داد. با توجه به تئوری عناصر محلی، اثر آنها را باید در نتیجه افزایش مقاومت الکتریکی در نظر گرفت

نرخ خوردگی را نیز می توان با تغییر خواص محیط خورنده کاهش داد. این امر یا با درمان مناسب محیط حاصل می شود که در نتیجه تهاجمی آن کاهش می یابد یا با وارد کردن مواد افزودنی کوچک از مواد خاص به محیط خورنده، به اصطلاح بازدارنده ها یا بازدارنده های خوردگی.

فرآوری محیط شامل کلیه روش هایی است که باعث کاهش غلظت اجزای آن به ویژه از نظر خوردگی خطرناک می شود. به عنوان مثال، در محیط های نمک خنثی و آب شیرین، یکی از تهاجمی ترین اجزاء اکسیژن است. با هوازدایی (جوش، تقطیر، حباب گاز بی اثر) حذف می شود یا با معرف های مناسب (سولفیت ها، هیدرازین و غیره) روانکاری می شود. کاهش غلظت اکسیژن باید تقریباً به طور خطی جریان محدود کننده کاهش آن و در نتیجه نرخ خوردگی فلز را کاهش دهد. تهاجمی بودن محیط نیز با قلیایی شدن آن، کاهش محتوای نمک کل و جایگزینی یون های تهاجمی تر با یون های کم تهاجمی کاهش می یابد. در تصفیه ضد خوردگی آب برای کاهش تشکیل رسوب، تصفیه آن با رزین های تبادل یونی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد.

بازدارنده های خوردگی بسته به شرایط استفاده از آنها به فاز مایع و فاز بخار یا فرار تقسیم می شوند. بازدارنده های فاز مایع به نوبه خود به بازدارنده های خوردگی در محیط های خنثی، قلیایی و اسیدی تقسیم می شوند. مواد معدنی از نوع آنیونی اغلب به عنوان بازدارنده برای محلول های خنثی استفاده می شوند. اثر بازدارندگی آنها ظاهراً یا با اکسیداسیون سطح فلز (نیتریت ها، کرومات ها) یا با تشکیل فیلمی از یک ترکیب کم محلول بین فلز، آنیون داده شده و احتمالاً اکسیژن (فسفات ها، هیدروفسفات ها) مرتبط است. . یک استثنا در این رابطه نمک های اسید بنزوئیک هستند که اثر بازدارندگی آن عمدتاً با پدیده جذب همراه است. همه بازدارنده‌های محیط خنثی عمدتاً واکنش آندی را مهار می‌کنند و پتانسیل ثابت را در جهت مثبت تغییر می‌دهند. تاکنون یافتن بازدارنده های خوردگی موثر برای فلزات در محلول های قلیایی ممکن نبوده است. فقط ترکیبات ماکرومولکولی مقداری اثر بازدارندگی دارند.

تقریباً به طور انحصاری مواد آلی حاوی نیتروژن، گوگرد یا اکسیژن به شکل گروه های آمینو، ایمینو، تیو و همچنین به شکل کربوکسیل، کربونیل و برخی گروه های دیگر به عنوان بازدارنده های خوردگی اسیدی تقریباً منحصراً استفاده می شوند. طبق رایج ترین نظر، عمل بازدارنده های خوردگی اسیدی با جذب آنها در سطح مشترک فلز-اسید همراه است. در نتیجه جذب بازدارنده ها، مهار فرآیندهای کاتدی و آندی مشاهده می شود که باعث کاهش نرخ خوردگی می شود.

حفاظت مدرن فلزات در برابر خوردگی بر اساس روش های زیر است:

افزایش مقاومت شیمیایی مصالح ساختاری،

جداسازی سطح فلز از یک محیط تهاجمی،

کاهش تهاجمی محیط تولید،

کاهش خوردگی با اعمال جریان خارجی (حفاظت الکتروشیمیایی).

این روش ها را می توان به دو گروه تقسیم کرد. دو روش اول معمولاً قبل از شروع عملیات تولید یک محصول فلزی (انتخاب مواد ساختاری و ترکیب آنها در مرحله طراحی و ساخت محصول، اعمال پوشش های محافظ بر روی آن) اجرا می شود. برعکس، دو روش آخر را می توان فقط در حین عملکرد محصول فلزی (گذراندن جریان برای دستیابی به پتانسیل حفاظتی، وارد کردن مواد افزودنی-بازدارنده ویژه به محیط فن آوری) انجام داد و با هیچ گونه پیش تصفیه قبلی مرتبط نیست. برای استفاده.

هنگام استفاده از دو روش اول، ترکیب فولادها و ماهیت پوشش های محافظ یک محصول فلزی معین را نمی توان در طول عملیات مداوم آن در شرایط تغییر تهاجمی محیط تغییر داد. گروه دوم از روش ها اجازه می دهد تا در صورت لزوم، حالت های حفاظتی جدیدی ایجاد کنید که کمترین خوردگی محصول را هنگام تغییر شرایط عملیاتی تضمین می کند. به عنوان مثال، در بخش‌های مختلف خط لوله، بسته به تهاجمی بودن خاک، می‌توان تراکم‌های جریان کاتدی متفاوتی را حفظ کرد یا از بازدارنده‌های مختلف برای انواع مختلف نفت پمپاژ شده از طریق لوله‌های یک ترکیب معین استفاده کرد.

با این حال، در هر مورد، لازم است تصمیم بگیرید که کدام یک از ابزارها یا ترکیبی از آنها می توانید بیشترین تأثیر اقتصادی را داشته باشید.

راه حل های اصلی زیر برای حفاظت از سازه های فلزی در برابر خوردگی به طور گسترده استفاده می شود:

1. پوشش های محافظ

پوشش های فلزی.

با توجه به اصل عمل حفاظتی، پوشش های آندی و کاتدی متمایز می شوند. پوشش‌های آند پتانسیل الکتروشیمیایی منفی‌تری در محلول آبی الکترولیت‌ها نسبت به فلز محافظت‌شده دارند، در حالی که پوشش‌های کاتدی پتانسیل مثبت‌تری دارند. به دلیل جابجایی پتانسیل، پوشش های آندی خوردگی فلز پایه را در منافذ پوشش کاهش داده یا به طور کامل از بین می برند. حفاظت الکتروشیمیایی را فراهم می کند، در حالی که پوشش های کاتدی می توانند خوردگی فلز پایه را در منافذ افزایش دهند، اما از آنها استفاده می شود، زیرا. آنها خواص فیزیکی و مکانیکی فلز مانند مقاومت در برابر سایش، سختی را افزایش می دهند. با این حال، این نیاز به ضخامت پوشش بسیار بیشتر و در برخی موارد، حفاظت اضافی دارد.

پوشش های فلزی نیز بر اساس روش تولید آنها (رسوب الکترولیتی، رسوب شیمیایی، رسوب سرد و گرم، عملیات انتشار حرارتی، کندوپاش، روکش فلزی) تقسیم بندی می شوند.

پوشش های غیر فلزی

این پوشش ها با اعمال مواد مختلف غیر فلزی - رنگ، لاستیک، پلاستیک، سرامیک و غیره بر روی سطح به دست می آیند.

پرکاربردترین پوشش‌های رنگ و لاک که می‌توان آن‌ها را بر اساس هدفشان تقسیم‌بندی کرد (مقاوم در برابر آب و هوا، تا حدی مقاوم در برابر آب و هوا، مقاوم در برابر آب، ویژه، مقاوم در برابر روغن و بنزین، مقاوم در برابر مواد شیمیایی، مقاوم در برابر حرارت، عایق الکتریکی، حفاظت) و با توجه به ترکیب تشکیل دهنده فیلم (قیری، اپوکسی، ارگانوسیلیس، پلی اورتان، پنتافتالیک و ...)

پوشش های به دست آمده از عملیات شیمیایی و الکتروشیمیایی سطح

این پوشش ها فیلم هایی از محصولات نامحلول هستند که در نتیجه برهم کنش شیمیایی فلزات با محیط ایجاد می شوند. از آنجایی که بسیاری از آنها متخلخل هستند، عمدتاً به عنوان زیرپوش زیر روان کننده ها و پوشش های رنگ استفاده می شوند و توانایی محافظتی پوشش روی فلز را افزایش می دهند و چسبندگی قابل اعتمادی را ایجاد می کنند. روش های کاربرد - اکسیداسیون، فسفاته کردن، غیرفعال کردن، آنودایز کردن.

2. درمان یک محیط خورنده به منظور کاهش خورندگی.

نمونه‌هایی از این روش‌ها عبارتند از: خنثی‌سازی یا اکسیژن‌زدایی محیط‌های خورنده و همچنین استفاده از انواع بازدارنده‌های خوردگی که در مقادیر کم وارد محیطی تهاجمی می‌شوند و یک لایه جذبی روی سطح فلز ایجاد می‌کنند که فرآیندهای الکترود را کند می‌کند و پارامترهای الکتروشیمیایی فلزات را تغییر می دهد.

3. حفاظت الکتروشیمیایی فلزات.

با پلاریزاسیون کاتدی یا آندی از یک منبع جریان خارجی یا با اتصال محافظ ها به سازه محافظت شده، پتانسیل فلزی به مقادیری منتقل می شود که در آن خوردگی تا حد زیادی کند شده یا به طور کامل متوقف می شود.

• 4. توسعه و تولید مواد ساختاری فلزی جدید با افزایش مقاومت در برابر خوردگی با حذف ناخالصی‌های فلز یا آلیاژی که فرآیند خوردگی را تسریع می‌کنند (حذف آهن از آلیاژهای منیزیم یا آلومینیوم، گوگرد از آلیاژهای آهن و غیره) یا وارد کردن اجزای جدید به داخل. آلیاژ، مقاومت در برابر خوردگی را به شدت افزایش می دهد (به عنوان مثال، کروم در آهن، منگنز در آلیاژهای منیزیم، نیکل در آلیاژهای آهن، مس در آلیاژهای نیکل و غیره).
• 5. انتقال در تعدادی از طرح ها از فلز به مواد مقاوم در برابر مواد شیمیایی (مواد پلاستیکی با پلیمر بالا، شیشه، سرامیک و غیره).
• 6. طراحی و بهره برداری منطقی از سازه ها و قطعات فلزی (حذف تماس های فلزی نامطلوب یا جداسازی آنها، از بین بردن ترک ها و شکاف ها در سازه، حذف مناطق رکود رطوبت، ضربه جت ها و تغییرات ناگهانی دبی در سازه، و غیره.).

مباحث طراحی حفاظ ضد خوردگی سازه های ساختمانی هم در داخل و هم در خارج از کشور مورد توجه جدی قرار گرفته است. هنگام انتخاب راه حل های طراحی، شرکت های غربی به دقت ماهیت تأثیرات تهاجمی، شرایط عملیاتی سازه ها، زندگی اخلاقی ساختمان ها، سازه ها و تجهیزات را مطالعه می کنند. در عین حال، توصیه های شرکت هایی که موادی برای حفاظت ضد خوردگی تولید می کنند و آزمایشگاه هایی برای تحقیق و پردازش سیستم های حفاظتی از مواد خود دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

ارتباط حل مشکل حفاظت از خوردگی با نیاز به حفظ منابع طبیعی و حفاظت از محیط زیست دیکته می شود. این مشکل بازتاب گسترده ای در مطبوعات دارد. مقالات علمی، بروشورها، کاتالوگ ها منتشر می شود، نمایشگاه های بین المللی با هدف تبادل تجربه بین کشورهای پیشرفته جهان برگزار می شود.

بنابراین، نیاز به مطالعه فرآیندهای خوردگی یکی از مهمترین مشکلات است.

تمیز کردن و آماده سازی سطح

حفاظت ایده آل در برابر خوردگی 80 درصد با آماده سازی مناسب سطح تضمین می شود و تنها 20 درصد با کیفیت رنگ ها و لاک های استفاده شده و نحوه اعمال آنها تضمین می شود.

1. تمیز کردن فولاد و زدودن زنگ

مدت زمان و اثربخشی یک پوشش روی سطوح فولادی تا حد زیادی به دقت سطح برای رنگ آمیزی بستگی دارد.

آماده سازی سطح شامل پیش تصفیه برای حذف رسوب، زنگ زدگی و مواد خارجی، در صورت وجود، از سطح فولاد قبل از استفاده از پرایمر یا پرایمر فروشگاهی است.

آماده سازی سطح ثانویه با هدف از بین بردن زنگ زدگی یا مواد خارجی، در صورت وجود، از سطح فولادی با استفاده از پرایمر یا پرایمر فروشگاهی قبل از استفاده از سیستم رنگ ضد خوردگی انجام می شود.

سطوح فولادی را می توان به روش های زیر از زنگ زدگی تمیز کرد:

تمیز کردن برس سیمی:

برس سیمی که معمولاً با برس های سیمی دوار انجام می شود، روشی رایج است که برای رسوب زدایی مناسب نیست، اما برای آماده سازی جوش مناسب است. عیب اصلی این است که سطح تحت درمان کاملاً از محصولات خوردگی رها نمی شود و شروع به درخشش می کند و چرب می شود. این امر باعث کاهش چسبندگی پرایمرها و کارایی سیستم رنگ می شود.

کنده:

هرس یا براده برداری مکانیکی معمولاً همراه با مسواک زدن سیمی انجام می شود. این گاهی اوقات برای تعمیرات محلی با استفاده از سیستم های رنگ معمولی یا تخصصی مناسب است. برای آماده سازی سطح عمومی برای رنگ آمیزی با رنگ های مبتنی بر لاستیک اپوکسی و کلر مناسب نیست. اسکنه را می توان برای حذف یک لایه ضخیم از زنگ استفاده کرد و باعث صرفه جویی در سندبلاست بعدی می شود.

چکش پنوماتیک:

زنگ زدگی، رنگ و غیره را پاک کنید. از گوشه ها و لبه ها برای رسیدن به سطحی تمیز و ناهموار.

راه حرارتی:

شعله تمیز کردن سطح شامل حذف زنگ زدگی با عملیات حرارتی با استفاده از تجهیزات ویژه (استیلن یا پروپان با اکسیژن) است. این تقریباً تمام مقیاس ها را از بین می برد، اما به میزان کمتری زنگ زدگی را از بین می برد. بنابراین، این روش نمی تواند الزامات سیستم های رنگ مدرن را برآورده کند.

سنگ زنی:

سنگ زنی شامل استفاده از چرخ های دوار پوشش داده شده با مواد ساینده است. برای تعمیرات جزئی یا حذف ذرات ریز خارجی استفاده می شود. کیفیت این چرخ های سنگ زنی بسیار بهبود یافته است و می تواند استاندارد خوبی برای آماده سازی سطح ارائه دهد.

تمیز کردن مکانیکی:

روش تمیز کردن دستی سطح که طی آن سطح آستر شده و رنگ شده زبری می شود و هرگونه آلودگی قابل مشاهده (به استثنای آلودگی روغن و آثار زنگ زدگی) از بین می رود.

تمیز کردن سبک، هدف: زبر کردن سطح جدید

ساینده: خوب (0.2-0.5mm)

تمیز کردن سنگین (ISO Sa1)، هدف: حذف لایه های پوشش قدیمی

ساینده: ریز تا متوسط ​​(0.2-0.5/0.2-1.5mm)

سندبلاست:

برخورد جریانی از مواد ساینده با انرژی جنبشی بالا با سطح آماده شده. این فرآیند یا به صورت دستی توسط یک جت یا به طور خودکار توسط یک چرخ دست و پا کنترل می شود و کامل ترین روش حذف زنگ زدگی است. سندبلاست با سانتریفیوژ، هوای فشرده و خلاء انواع شناخته شده هستند.

ذرات فقط در عمل کروی و جامد هستند و باید حاوی حداقل مقدار ماده خارجی و شات های نامنظم باشند.

پرایمرهای مورد استفاده پس از تمیز کردن بلاست باید از نظر عملکرد آزمایش شوند.

ساینده درشت

ذرات باید یک شکل زاویه ای با لبه های برش تیز داشته باشند، "نیمه ها" باید حذف شوند. ماسه با منشاء معدنی باید استفاده شود مگر اینکه در مشخصات مشخص شده باشد.

تمیز کردن مرطوب (ساینده) (سند بلاست):

تمیز کردن مرطوب با فشار بسیار بالا

فشار = بیش از 2000 بار

سرعت تمیز کردن = حداکثر 10-12 متر مربع در ساعت بسته به ماده ای که باید برداشته شود.

استفاده: حذف کامل تمام پوشش ها و زنگ زدگی. نتیجه قابل مقایسه با سندبلاست خشک است، اما با جرقه زدن زنگ پس از خشک شدن.

تمیز کردن مرطوب با فشار بالا

فشار = تا 1300 بار

سرعت تمیز کردن = حداکثر 5 متر مربع در ساعت بسته به ماده ای که باید برداشته شود. با فشار بسیار کمتر، از این روش برای حذف آلاینده ها از هر بستر استفاده می شود.

کاربرد: حذف نمک و سایر آلاینده ها، پوشش ها و زنگ زدگی.

سندبلاست کم فشار ساینده مرطوب

فشار= 6-8 کیلوگرم بر سانتی متر مربع

سرعت تمیز کردن = 10-16 متر مربع در ساعت بسته به ماده ای که باید برداشته شود.

موارد استفاده: کاهش سایندگی، کاهش گرد و غبار، حذف نمک، از بین بردن خطر جرقه. نتیجه قابل مقایسه با سندبلاست خشک است، اما با جرقه زدن زنگ پس از خشک شدن.

تمیز کردن بخار: فشار = 100-120 کیلوگرم بر سانتی متر مربع

استفاده: حذف خاک های محلول در آب و امولسیون شده: بستر سریعتر از زمانی که بستر با آب تصفیه می شود خشک می شود.

استانداردهای ایزو:

استاندارد بین المللی ISO 8501-01-1988 و ISO 8504-1992 برای تعیین درجه دقیق زنگ زدایی و تمیز کردن سطح فولادی قبل از رنگ آمیزی استفاده می شود.

ISO 8501-01 برای مقیاس استفاده می شود. این به معنای سطوح زیر آلودگی زنگ است:

الف - سطح فولادی تا حد زیادی با رسوب پوشیده شده است، اما زنگ زدگی کمی دارد یا اصلاً وجود ندارد.

ب - سطح فولادی که شروع به زنگ زدگی کرده و از آن رسوب شروع به خرد شدن کرده است.

ج - سطح فولادی که رسوب از آن ریزش کرده و از جایی که بتوان آن را جدا کرد، اما با فرورفتگی جزئی قابل مشاهده باشد.

د - سطح فولادی که فلس از آن جدا شده است، اما با فرورفتگی خفیف با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است.

درجه های پیش تصفیه سطح استاندارد ISO هفت درجه آماده سازی سطح را تعریف می کند.

استانداردهای زیر اغلب در مشخصات استفاده می شود:

پردازش ISO-St با دست و ابزار برقی.

آماده سازی سطح با دست و با ابزار برقی: خراش دادن، برس سیمی، برس زدن مکانیکی و سنگ زنی، - که با حروف "St" مشخص می شود.

قبل از تمیز کردن با دست یا ابزار برقی، لایه های ضخیم زنگ زدگی را باید با خرد کردن جدا کرد. آلودگی های قابل مشاهده از روغن، گریس و کثیفی نیز باید حذف شوند.

پس از تمیز کردن با دست و ابزار برقی، سطح باید عاری از رنگ سست و گرد و غبار باشد.

ISO-St2 تمیز کردن کامل با دست و ابزار برقی

هنگامی که به طور سطحی با چشم غیرمسلح مشاهده می شود، بستر باید عاری از آثار قابل مشاهده روغن، گریس و کثیفی و از رسوبات نامناسب، زنگ زدگی، رنگ و مواد خارجی باشد.

ISO-St3 تمیز کردن بسیار کامل با دست و ابزار برقی

همانند St2، اما تا زمانی که یک براق فلزی ظاهر شود، بستر باید با دقت بیشتری تمیز شود.

سندبلاست ISO-Sa

آماده سازی سطح توسط سندبلاست با حروف "سا" مشخص می شود.

قبل از شروع سندبلاست، لایه های ضخیم زنگ باید با براده برداری از بین بروند. روغن، گریس و کثیفی قابل مشاهده نیز باید پاک شود.

پس از سندبلاست، بستر باید عاری از گرد و غبار و زباله باشد.

سندبلاست سبک ISO-Sa1

هنگامی که با چشم غیرمسلح بررسی می شود، سطح باید عاری از روغن، گریس، و کثیفی قابل مشاهده، و پوسته، زنگ زدگی، رنگ و سایر مواد خارجی باشد.

سندبلاست کامل ISO-Sa2

هنگامی که با چشم غیرمسلح بررسی می شود، سطح باید عاری از روغن، گریس، و کثیفی قابل مشاهده و از اکثر رسوبات، زنگ زدگی، رنگ و سایر مواد خارجی باشد. هر آلودگی باقیمانده باید دارای تناسب محکم باشد.

ISO-Sa2.5 سندبلاست بسیار کامل

هنگامی که با چشم غیرمسلح بررسی می شود، سطح باید عاری از روغن، گریس، و کثیفی قابل مشاهده و از اکثر رسوبات، زنگ زدگی، رنگ و سایر مواد خارجی باشد. تمام آثار باقی مانده از آلودگی باید فقط به صورت لکه ها و رگه هایی که به سختی قابل مشاهده هستند ظاهر شوند.

ISO-Sa3 سندبلاست برای تمیز کردن بصری فولاد.

هنگامی که با چشم غیرمسلح بررسی می شود، سطح باید عاری از روغن، گریس، و کثیفی قابل مشاهده و از اکثر رسوبات، زنگ زدگی، رنگ و سایر مواد خارجی باشد. سطح باید دارای جلای فلزی یکنواخت باشد.

زبری سطح پس از سندبلاست:

برای تعیین زبری، از نامگذاری های مختلفی مانند Rz، Rt Ra استفاده می شود.

Rz - ارتفاع متوسط ​​نسبت به سطح دشت = مشخصات مواد ساینده

Rt - حداکثر ارتفاع نسبت به سطح دشت

Ra میانگین فاصله تا یک خط مرکزی خیالی است که می توان بین قله ها و دشت ها رسم کرد (ISO3274).

پروفیل ساینده (Rz) - 4 تا 6 برابر C.L.A. (را)

اندازه گیری مستقیم T.S.S. آغازگرهای مورد استفاده در فولاد سندبلاست شده تا 30 میکرومتر بسیار نادرست هستند. پرایمر با ضخامت لایه خشک 30 میکرون یا بیشتر یک ضخامت متوسط ​​را تشکیل می دهد و نه ضخامت در قسمت بالایی.

هنگامی که مشخصات ساینده Rz در مشخصات ذکر شده است، سندبلاست تا ISO - Sa2.5 باید با استفاده از شن و ماسه معدنی حاصل شود، مگر اینکه غیر از این ذکر شده باشد.

بالاتر از Ra در 17 میکرومتر (پروفایل ساینده R در T.C.C. 100 میکرومتر) یک لایه پرایمر اضافی برای پوشش زبری توصیه می شود.

اگر فولاد به شدت زنگ زده سندبلاست شود، اغلب پروفیل بیش از 100 میکرومتر به دست می آید.