ЗАЩИ́ТА ОТ КОРРО́ЗИИ

ЗАЩИ́ТА ОТ КОРРО́ЗИИ, ком­плекс мер, на­прав­лен­ных на сни­же­ние ско­ро­сти кор­ро­зии ма­те­риа­лов. Под ма­те­риа­ла­ми в пер­вую оче­редь под­ра­зу­ме­ва­ют­ся ме­тал­лы, ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов или вхо­дят в их со­став. По­сколь­ку имен­но ме­тал­лы оп­ре­де­ля­ют осн. экс­плуа­та­ци­он­ные ха­рак­те­ри­сти­ки из­де­лий из кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов, при­ня­то го­во­рить о З. отк. кон­крет­ных объ­ек­тов, напр. тру­бо­про­во­дов, раз­ных ви­дов транс­пор­та, жел.-бе­тон. кон­ст­рук­ций, под­зем­ных со­ору­же­ний. Ме­то­ды З. отк. мож­но раз­бить на сле­дую­щие груп­пы: ме­то­ды по­вы­ше­ния кор­ро­зи­он­ной стой­ко­сти ма­те­риа­ла, изо­ля­ции ма­те­риа­ла от хи­ми­че­ски аг­рес­сив­ной и кор­ро­зи­он­ной сре­ды, сни­же­ния аг­рес­сив­но­сти сре­ды, а так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды. Вы­бор ме­то­да З. отк. или (ча­ще все­го) их ком­би­на­ции оп­ре­де­ля­ет­ся функ­цио­наль­ны­ми осо­бен­но­стя­ми и ус­ло­вия­ми экс­плуа­та­ции за­щи­щае­мо­го из­де­лия (кон­ст­рук­ции), а так­же эко­но­мич. со­об­ра­же­ния­ми.

Ес­ли нель­зя из­бе­жать кон­так­та кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла с аг­рес­сив­ной сре­дой, при­ме­ня­ют ме­тал­лы с по­вы­шен­ной кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью. Прак­ти­че­ски важ­ны­ми кор­ро­зи­он­но­стой­ки­ми кон­ст­рук­ци­он­ны­ми ма­те­риа­ла­ми яв­ля­ют­ся алю­ми­ний, медь, ни­кель, ти­тан и спла­вы на их ос­но­ве. Ес­ли кон­ст­рук­ци­он­ный ма­те­ри­ал не об­ла­да­ет дос­та­точ­ной кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью, осн. ме­талл ле­ги­ру­ют эле­мен­та­ми, сни­жаю­щи­ми ско­рость кор­ро­зии. Так, ос­но­вой мн. кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов яв­ля­ет­ся склон­ное к кор­ро­зии же­ле­зо. При его ле­ги­ро­ва­нии хро­мом или ни­ке­лем по­лу­ча­ют стой­кие к ат­мо­сфер­ной кор­ро­зии не­ржа­вею­щие ста­ли; раз­ра­бо­та­ны ста­ли, ус­той­чи­вые к воз­дей­ст­вию рас­тво­ров азот­ной, сер­ной и ор­га­нич. ки­слот, ще­ло­чей. Под­би­рая ле­ги­рую­щие ком­по­нен­ты, мож­но рас­ши­рить об­ласть при­ме­не­ния кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла. Напр., ле­ги­ро­ва­ние ме­дью зна­чи­тель­но по­вы­ша­ет стой­кость ря­да ме­тал­лов к кор­ро­зии в вос­ста­но­ви­тель­ных сре­дах, в мор­ской во­де, ле­ги­ро­ва­ние хро­мом – к воз­дей­ст­вию окис­ли­тель­ных сред. Эко­но­ми­че­ски вы­год­ным яв­ля­ет­ся по­верх­но­ст­ное ле­ги­ро­ва­ние: на по­верх­но­сти не­до­ро­го­го и не­дос­та­точ­но кор­ро­зи­он­но­стой­ко­го ме­тал­ла соз­да­ют тон­кий слой спла­ва с вы­со­кой кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью (напр., пу­тём диф­фу­зи­он­но­го цин­ко­ва­ния, хро­ми­ро­ва­ния). Для З. отк. ши­ро­ко ис­поль­зу­ют так­же элек­тро­хи­мич. ме­то­ды на­не­се­ния тон­ких (обыч­но де­сят­ки мкм) сло­ёв из $\ce{Ni, Cr, Zn, Cd}$ и др. ме­тал­лов. Кро­ме ле­ги­ро­ва­ния важ­ным в прак­ти­ке З. отк. (осо­бен­но от ло­каль­ных ви­дов кор­ро­зии) яв­ля­ет­ся уда­ле­ние из кон­ст­рук­ци­он­но­го ма­те­риа­ла вред­ных при­ме­сей, ко­то­рые мо­гут об­ра­зо­вы­вать с осн. ме­тал­лом ло­каль­ные галь­ва­нич. эле­мен­ты. Для это­го при­ме­ня­ют спец. тер­ми­че­скую и др. спо­со­бы об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов.

Для изо­ля­ции ме­тал­лов от аг­рес­сив­ной сре­ды ис­поль­зу­ют­ся за­щит­ные ан­ти­кор­ро­зи­он­ные по­кры­тия. Ме­тод при­ме­ня­ют в тех слу­ча­ях, ко­гда по­кры­тие не на­ру­ша­ет ра­бо­ту кон­ст­рук­ции (из­де­лия). Напр., в тру­бо­про­вод­ном транс­пор­те для внеш­ней изо­ля­ции труб от грун­то­вых вод и ат­мо­сфер­ной вла­ги ис­поль­зу­ют од­но­слой­ные по­ли­эти­ле­но­вые или мно­го­слой­ные на ос­но­ве би­ту­ма, ка­мен­но­уголь­но­го пе­ка и по­ли­эти­ле­но­вых плё­нок по­кры­тия. Боль­шое рас­про­стра­не­ние в строи­тель­ст­ве, ав­то­мо­биль­ной пром-сти, су­до­строе­нии, про­из-ве бы­то­вой тех­ни­ки и др. по­лу­чи­ли ла­ко­кра­соч­ные и по­ли­мер­ные по­кры­тия (в ча­ст­но­сти, из пла­ст­масс на ос­но­ве эпок­сид­ных и по­ли­уре­та­но­вых смол), стек­ло­вид­ные эма­ли. Рас­про­стра­не­ны так­же кон­вер­си­он­ные по­кры­тия – плён­ки из стой­ких со­еди­не­ний за­щи­щае­мо­го ме­тал­ла (фос­фат­ные, ок­сид­ные, хро­мат­ные и др.), ко­то­рые фор­ми­ру­ют­ся при хи­мич. или элек­тро­хи­мич. об­ра­бот­ке по­верх­но­сти; на эти плён­ки на­но­сят ла­ко­кра­соч­ные по­кры­тия. За­щит­ные по­кры­тия час­то иг­ра­ют де­ко­ра­тив­ную роль. Для за­щи­ты де­та­лей слож­ной фор­мы при­ме­ня­ют ме­тод элек­тро­фо­ре­тич. на­не­се­ния по­кры­тий. Пер­спек­тив­но ис­поль­зо­ва­ние в ка­че­ст­ве за­щит­ных по­кры­тий тон­ких плёнок элек­тро­про­во­дя­щих по­ли­ме­ров; та­кие плён­ки фор­ми­ру­ют­ся пу­тём элек­тро­хи­мич. по­ли­ме­ри­за­ции.

Эф­фек­тив­ным ме­то­дом З. отк. яв­ля­ет­ся сни­же­ние кон­цен­тра­ции вы­зы­ваю­щих кор­ро­зию ком­по­нен­тов в сре­дах, с ко­то­ры­ми кон­так­ти­ру­ют ме­тал­лы. Напр., уда­ле­ние рас­тво­рён­ных ки­сло­ро­да и ди­ок­си­да уг­ле­ро­да из вод­ных рас­тво­ров на­гре­ва­ни­ем при по­ни­жен­ном дав­ле­нии, про­дув­кой инерт­ны­ми га­за­ми по­зво­ля­ет рез­ко сни­зить кор­ро­зию же­ле­за, ста­лей, ме­ди и её спла­вов. Су­ще­ст­вен­но сни­зить аг­рес­сив­ность рас­тво­ров мож­но, до­бав­ляя в них не­боль­шие ко­ли­че­ст­ва (обыч­но до­ли %) ин­ги­би­то­ров кор­ро­зии – спец. ве­ществ, в при­сут­ст­вии ко­то­рых ско­рость кор­ро­зии рез­ко умень­ша­ет­ся. Дей­ст­вие ин­ги­би­то­ров ос­но­ва­но на их ад­сорб­ции на по­верх­но­сти ме­тал­ла, об­ра­зо­ва­нии на по­верх­но­сти ме­тал­ла за­щит­ной плён­ки из труд­но­рас­тво­ри­мых про­дук­тов кор­ро­зии, а так­же сме­ще­нии элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла ли­бо в сто­ро­ну бо­лее от­ри­ца­тель­ных зна­че­ний от­но­си­тель­но по­тен­циа­ла кор­ро­зии, ли­бо в по­ло­жи­тель­ном на­прав­ле­нии в об­ласть пас­сив­но­го со­стоя­ния (см. в ст. Пас­сив­ность ме­тал­лов). В ка­че­ст­ве не­ор­га­нич. ин­ги­би­то­ров при­ме­ня­ют фос­фа­ты, бо­ра­ты и др. со­ли не­ор­га­нич. ки­слот, а так­же пе­рок­си­ды. Ор­га­нич. ин­ги­би­то­ры обыч­но ис­поль­зу­ют для за­щи­ты ме­тал­лов в кис­лых сре­дах; в ка­че­ст­ве та­ких ин­ги­би­то­ров при­ме­ня­ют азот-, ки­сло­род- и се­ро­со­дер­жа­щие ге­те­ро­цик­лич. со­еди­не­ния, про­из­вод­ные жир­ных ки­слот, тио­мо­че­ви­ны и др. Эф­фек­тив­ны­ми ме­то­да­ми за­щи­ты от ат­мо­сфер­ной кор­ро­зии яв­ля­ют­ся сни­же­ние в воз­ду­хе кон­цен­тра­ции ок­си­дов азо­та, се­ро­со­дер­жа­щих га­зов и др. ком­по­нен­тов пром. вы­бро­сов, во влаж­ных сре­дах – соз­да­ние ус­ло­вий, пре­пят­ст­вую­щих на­ко­п­ле­нию на ме­тал­лич. по­верх­но­сти гиг­ро­ско­пич. про­дук­тов кор­ро­зии и разл. за­гряз­не­ний, а для ма­те­риа­лов, экс­плуа­ти­руе­мых в за­кры­тых по­ме­ще­ни­ях, – фильт­ра­ция и кон­ди­цио­ни­ро­ва­ние воз­ду­ха, под­дер­жа­ние темп-ры нес­коль­ко вы­ше темп-ры точ­ки ро­сы.

Элек­тро­хи­ми­че­ская (ка­тод­ная и анод­ная) З. отк. ос­но­ва­на на за­ви­си­мо­сти ско­ро­сти кор­ро­зии от зна­че­ния элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла. Су­ще­ст­ву­ет два ва­ри­ан­та ка­тод­ной за­щи­ты. В пер­вом – за­щи­та с на­ло­жен­ным то­ком – че­рез за­щи­щае­мый ме­талл, ко­то­рый кон­так­ти­ру­ет с про­во­дя­щей элек­трич. ток сре­дой, от внеш­не­го ис­точ­ни­ка с по­мо­щью инерт­ных вспо­мо­га­тель­ных элек­тро­дов про­пус­ка­ют ка­тод­ный ток. При этом элек­трод­ный по­тен­ци­ал ме­тал­ла сме­ща­ет­ся в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии от­но­си­тель­но зна­че­ний, при ко­то­рых про­те­ка­ет кор­ро­зия. Этот ва­ри­ант обыч­но при­ме­ня­ют для З. отк. про­тя­жён­ных под­зем­ных ме­тал­лич. кон­ст­рук­ций (напр., тру­бо­про­во­дов, разл. ка­бе­лей). Пре­иму­ще­ст­во – воз­мож­ность лег­ко под­дер­жи­вать элек­трод­ный по­тен­ци­ал ма­те­риа­ла в не­об­хо­ди­мых пре­де­лах. Во вто­ром ва­ри­ан­те ка­тод­ной за­щи­ты (галь­ва­нич. за­щи­та) ме­тал­лич. кон­ст­рук­цию не­по­сред­ст­вен­но со­еди­ня­ют с мас­сив­ным элек­тро­дом из бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го, чем ком­по­нен­ты ма­те­риа­ла кон­ст­рук­ции, ме­тал­ла (напр., из $\ce{Zn, Mg}$, не­ко­то­рых спла­вов). Рас­тво­ря­ясь, этот элек­трод (т. н. жерт­вен­ный анод) обес­пе­чи­ва­ет про­те­ка­ние ка­тод­но­го то­ка к за­щи­щае­мо­му ме­тал­лу и сме­ще­ние элек­трод­но­го по­тен­циа­ла ме­тал­ла в от­ри­ца­тель­ном на­прав­ле­нии от­но­си­тель­но по­тен­циа­ла кор­ро­зии. Дан­ный ме­тод ис­поль­зу­ют для З. отк. кор­пу­сов мор­ских су­дов, мор­ских неф­тя­ных вы­шек и сква­жин, от­но­си­тель­но не­боль­ших кон­ст­рук­ций, тре­бую­щих ма­ло­го по­треб­ле­ния то­ка. При ис­поль­зо­ва­нии анод­ной за­щи­ты ме­талл пас­си­ви­ру­ет­ся и под­дер­жи­ва­ет­ся в пас­сив­ном со­стоя­нии под дей­ст­ви­ем внеш­не­го анод­но­го то­ка. Анод­ная за­щи­та при­ме­ни­ма к ме­тал­лам и спла­вам, для ко­то­рых ха­рак­тер­ны ши­ро­кие об­лас­ти элек­трод­ных по­тен­циа­лов пас­сив­но­го со­стоя­ния. Ме­тод от­ли­ча­ет­ся эко­но­мич­но­стью, т. к. по­треб­ле­ние анод­но­го то­ка от внеш­не­го ис­точ­ни­ка для под­дер­жа­ния пас­сив­но­го со­стоя­ния очень ма­ло. При­ме­ня­ет­ся для З. отк. ём­ко­стей с аг­рес­сив­ны­ми хи­мич. ве­ще­ст­ва­ми.

Кро­ме вы­бо­ра аде­к­ват­но­го ме­то­да в ком­плекс мер по З. отк. вхо­дят кон­троль ско­ро­сти кор­ро­зии с ис­поль­зо­ва­ни­ем спец. при­бо­ров – кор­ро­зи­мет­ров, ди­аг­но­сти­ка кор­ро­зи­он­но­го со­стоя­ния, вос­ста­нов­ле­ние на­ру­шен­ной за­щи­ты.