2. ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

    Существует много методов защиты изделий и конструкций от коррозии. Каждый из методов пригоден для одних условий и не пригоден для других. Поэтому необходимо прежде всего установить причину и условия коррозии, форму и размеры защищаемых изделий, а также-экономическую выгоду применения того или иного методов защиты.

    В зависимости от перечисленных факторов и выбирают наиболее выгодный и целесообразный метод. Основные методы защиты металлов от коррозии такие: а) защита легированием; б) защита путем обработки внешней среды; в) защита окисными пленками; г) защита металлическими покрытиями; д) протекторная защита; е) защита неметаллическими покрытиями.

    Защита легированием производится в процессе плавки сплава путем добавки специальных легирующих элементов (хром, никель, марганец и т. д.), которые повышают сопротивление сплава коррозии.

    Защита путем обработки внешней среды заключается в том, что в замкнутой системе, заполненной питаемой водой или другими средами, проводят ряд профилактических мер, способствующих увеличению стойкости металлической системы (удаляют из среды вредные примеси или вводят специальные добавки, снижающие коррозионную активность данной среды на систему).

    Искусственно созданная окисная пленка на поверхности металла предохраняет от проникновения коррозии вглубь металла. Однако поверхностная пленка должна быть плотной и без пор,в противном случае коррозия будет активно проникать в металл.

    Защита окисными пленками широко применяется для стальных, алюминиевых и магниевых сплавов.

    Существует два способа получения окисных пленок: 1) травление в сильных окислительных средах (оксидирование); 2) анодная обработка в окислительных средах (анодирование).

    При оксидировании на поверхности изделия создается слой окислов. Для сталей главной составляющей окисного слоя является магнитная окись железа, вследствие чего детали приобретают синий, фиолетовый или черный цвет (отсюда название воронение). Оксидирование обеспечивает стойкость стали только в атмосферных условиях при отсутствии сильной влажности.

    Более высокую стойкость против коррозии дает пленка, полученная путем фосфатирования. При фосфатировании на поверхности изделий образуется пленка, состоящая из фосфорнокислых солей марганца и железа. Эта пленка хорошо предохраняет металл от коррозии даже в атмосфере высокой влажности. Кроме этого, фосфатирование является прекрасным грунтом под лакокрасочные покрытия.

    Для алюминиевых сплавов защита окисными пленками является наиболее распространенным видом защиты. В практике применяют как химический метод оксидирования, так и электролитический (анодное оксидирование).

    При химическом оксидировании толщина пленки получается от 0,5 до 1 микрона. Анодирование позволяет получить толщину пленки от 3 до 12 микрон и выше. Пленка эта состоит из гидратов окиси хрома и алюминия, так как оксидирование производится в растворе хромистых солей.

    Анодное оксидирование создает более высокое сопротивление коррозии, чем химическое оксидирование. Анодное оксидирование чаще всего производят в хромовой и серной кислотах (магниевые сплавы оксидируют химически в растворах хромпика и азотной кислоты). Лучшие результаты защиты от коррозии дает покрытие оксидированных деталей лаками или красками.

    Защита металлов и сплавов металлическими покрытиями производится путем погружения в расплавленный металл, путем гальванического или диффузионного покрытия, путем набрызгивания и покрытия методом плакирования.

    Покрытие металлических деталей путем погружения в расплавленный металл применяют для деталей, для которых температурные воздействия не имеют значения. Детали покрывают цинком (оцинковка), оловом, (лужение), свинцом, алюминием.

    Метод этот весьма высокопроизводительный, но имеет ряд недостатков: а) его нельзя применять для закаленных деталей и деталей, не подвергающихся температурным воздействиям; б) им нельзя регулировать точно толщину слоя покрытия; в) толщина слоя получается неодинаковой во всех местах детали.

    Гальваническое покрытие деталей имеет ряд преимуществ перед другими покрытиями и широко применяется. Этим способом можно получить равномерный слой необходимой толщины. Электролитические покрытия не влияют на механические свойства изделий, и для защиты требуется незначительная толщина слоя от 0,005 до 0,030 мм. Кроме того, пленка этого вида покрытия имеет мелкозернистое строение, хорошо сцепляется с основным металлом и в ней почти полностью отсутствуют поры.

    Электролитическое покрытие применяется не только для предохранения от коррозии, но и для декоративных целей.

    Цинк и кадмий применяются главным образом как защитное покрытие. Никель, хром, серебро и золото применяются как декоративное покрытие, одновременно они являются прекрасным защитным слоем, а хром, кроме того, хорошо сопротивляется истиранию и широко применяется для покрытия деталей и инструмента, подвергающихся в эксплуатации истиранию.

    Покрытие хромом также применяют при восстановлении изношенных рабочих частей деталей и инструмента.

    Для стали лучшим защитным покрытием является цинк и кадмий.

    При покрытии оловом, свинцом, медью, никелем и хромом образование пор или отслаивание пленки будет способствовать быстрому коррозионному воздействию основного металла у границ этих пор или трещин в слое пленки.

    Кроме того, существует так называемое диффузионное покрытие, которое заключается в том, что изделие нагревают в порошке металла (или газообразных соединениях этого металла), которым требуется покрывать деталь. Этим методом производят покрытие деталей цинком, алюминием, хромом.

    Покрытие алюминием (алитирование) также широко применяется для стальных изделий, в особенности работающих при повышенных температурах. Этот метод заключается в том, что на поверхность детали, изделия или конструкции наносят расплавленный металл, и применяется тогда, когда другие методы покрытия не приемлемы. Для разбрызгивания применяют цинк, кадмий и их сплавы.

    Плакирование применяется для покрытия дюралюминия чистым алюминием, в результате чего повышается стойкость дюралюминия против коррозии как в атмосферных условиях, так и в морской воде. Методом плакирования получают биметаллы - железо, плакированное медью, томпаком, нержавеющей сталыо, алюминием и т. д.

    Сущность плакирования заключается в том, что перед нагревом под прокатку основного металла заготовку обворачивают в лист плакирующего металла и после нагрева прокатывают. После прокатки образуется тонкий слой плакирующего металла на поверхности основного.

    Протекторная защита металлов применяется для защиты частей сооружений и механизмов, работающих в сильно коррозионных средах, например, в морской воде (подводные части корабля, насосы, трубопроводы и т. д.). В качестве металла при протекторной защите применяют обычно цинк.

    Самым распространенным защитным покрытием, предохраняющим поверхность от действия атмосферы, является неметаллическое покрытие: лаки, краски, смолы. Лакокрасочные покрытия хорошо покрывают все поры и углубления благодаря своей жидкотекучести. Они просты в употреблении и недороги. Недостаток их заключается в том, что они в той или иной мере пропускают влагу и под температурным, воздействием постепенно растрескиваются.