Back Next

2.9. Protecţie anticorozivă

 

Protecţia īmpotriva coroziunii reprezintă totalitatea măsurilor care se iau pentru a proteja materialele metalice de acţiunea distructivă a mediului ambiant.

O clasificare a metodelor de protecţie anticorozivă are īn vedere factorul asupra căruia se acţionează şi astfel se pot identifica:

(1) protecţie anticorozivă prin tratarea mediului;

(2) protecţie anticorozivă prin modificarea compoziţiei şi structurii materialului metalic;

(3) protecţie anticorozivă prin acoperirea suprafeţelor;

(4) protecţie anticorozivă prin metode electrochimice;

(5) prevenirea coroziunii prin proiectare;

 

2.9.1. Protecţie anticorozivă prin tratarea mediului coroziv

 

Tratarea mediului īn scopul micşorării agresivităţii asupra materialelor metalice este un procedeu vast, cuprinzānd metode de combatere a poluării mediului īn general şi metode de tratare a mediilor parţial sau total īnchise.

Procedeele pentru tratarea unui mediu īnchis constau īn īndepărtarea oxigenului şi a dioxidului de carbon şi  folosirea inhibitorilor de coroziune.

Utilizarea inhibitorilor de coroziune īn spaţii īnchise sau semiīnchise, reprezintă o metodă eficientă de protecţie anticorozivă īmpotriva mediilor agresive lichide sau gazoase.

Inhibitorii de coroziune sunt substanţe chimice care se adaugă mediului coroziv şi micşorează vitezele de coroziune prin īncetinirea procesului anodic sau catodic, prin schimbarea naturii produşilor de coroziune sau prin schimbarea rezistenţei ohmice a electrolitului.

Un număr mare de substanţe anorganice pot funcţiona ca inhibitori anodici: ortofosfaţi, silicaţi, azotiţi, cromaţi.

Inhibitorii catodici sunt de obicei cationi care precipită ca săruri sau hidroxizi care formează pelicule protectoare. Se pot aminti ca inhibitori catodici combinaţii de ioni de Zn, Ni, Mg, As, Sb sau fosfaţi alcalini. Īn apele pentru cazane se utilizează polifosfaţi (mai recent [NaPO3]6) ca inhibitori; īn prezenţa ionilor de calciu ei formează cationi coloidali (voluminoşi) care migrează spre zonele catodice unde se descarcă formānd pelicule relativ groase şi continue. Peliculele formate pe suprafeţe de oţel nu modifică conductivitatea termică a materialului metalic şi deci nu generează supraīncălziri periculoase.

Inhibitorii de adsorbţie sunt substanţe organice care se adsorb pe suprafaţa metalului pe zonele anodice sau catodice sau pe īntreaga suprafaţă formānd filme de pasivare. Ei se utilizează īn cantităţi mici fiind deosebit de eficienţi iar eficienţa creşte odată cu masa lor moleculară (mărimea lor). Se pot aminti următoarele clase de inhibitori de adsorbţie: compuşi cu azot, īn special amine, compuşi care conţin sulf īn cicluri sau HS-, S2- , compuşi care conţin şi sulf şi azot: tiocarbamidă, tiouree.

Amestecuri de inhibitori: se utilizează cu succes pentru lărgirea domeniilor de aplicabilitate; ele constau dintr-un agent oxidant (azotat, cromat) şi unul neoxidant dar generator de compuşi greu solubili (fosfat, silicat). Ca exemplu se pot aminti amestecurile : azotat + benzoat (īn radiatoarele automobilelor), cromat + ortofosfat (eficient şi īn ape care conţin săruri).

 

2.9.2. Protecţie anticorozivă prin modificarea compoziţiei şi structurii materialului metalic

 

Utilajele industriale trebuie să poată funcţiona un timp īndelungat şi de obicei īn condiţii dificile (īn atmosferă sau īn medii chimic agresive) de aceea cel mai eficient mod de protecţie anticorozivă constă īn alegerea unui material cu stabilitate chimică remarcabilă. Aceasta se atinge prin alierea metalului cu alte elemente metalice sau nemetalice īn proporţii variabile. Produsul rezultat va prezenta rezistenţa dorită la coroziune numai dacă va avea o structură optimă.

Astfel, micşorarea fracţiunii de suprafaţă a componenţilor anodici din structura aliajului, realizată prin structuri cu granule mici, fine şi pure se obţine prin tratamente termice. Ca exemplu se poate considera aliajul Al - Mg  numit magnaliu care are rezistenţă mai bună ca duraluminiul.

Īn aliajele de fier - carbon cele mai eficace adaosuri sunt Cr, Ni, Mo, Si W, Ti, Nb, Al. Dintre acestea, elementul de aliere cel mai des utilizat este cromul care, la un procent de ~ 12%, realizează o pozitivare a potenţialului fierului de la ~ -0,5V la   ~ +0,18V corespunzătoare pasivării. Procentul de crom necesar protecţiei depinde de natura agentului coroziv (7% īn HNO3, 12% la pH=7 şi 20% īn FeSO4). Creşteri suplimentare ale rezistenţei la coroziune īn oţelulrile inox se obţin prin adăugare de nichel, molibden şi cupru.

Procentul de carbon influenţează şi el cantitatea necesară de elemente de aliere, la fel şi structura aliajului fier - carbon, aflată īn corelaţie cu regimul de răcire aplicat la obţinerea oţelurilor. Astfel, există oţeluri perlitice (slab aliate, utilizate īn construcţia de maşini), oţeluri martensitice (dure, casante, īnalt aliate), oţeluri austenitice (īnalt aliate, utilizate ca oţeluri inox şi rezistente la coroziune), oţeluri feritice (cu proprietăţi fizice şi chimice speciale).

Fontele se utilizează datorită preţului mai redus, se pot alia cu crom (>4% Cr), molibden şi cupru şi se pot utiliza īn industria acidului sulfuric şi fosforic. Alierea cu 14...17% Si, conferă fontelor rezistenţă la acizi anorganici şi organici.

Aliajele neferoase se utilizează pentru confecţionarea de aparatură īn industria chimică, prezentānd o rezistenţă deosebită la diverse medii agresive:

- aliajele de titan cu rezistenţă ridicată īn medii oxidante, la temperaturi ridicate (fabricarea clorului, a aldehidei acetice, a acidului azotic, a băilor de nitrare, sau de decapare);

- aliajele de nichel cu rezistenţă la medii agresive, la temperaturi ridicate cum sunt aliajele Monell, Inconel, Incoloy, Hastelloy (utilizate īn industria de sinteză organică, īn petrochimie).

Adaosurile de aliere cu efect catodic activ provoacă pasivarea īn proporţii mici (0,1...1%). Astfel adăugarea de 0,1...0,3% Pd īn oţelurile cu procent mare de crom oferă posibilitatea pasivării īn H2SO4 0,1n (mediu deosebit de agresiv).