COROZIUNE. PROTECTIE ANTICOROZIVA

COROZIUNE. PROTECTIE ANTICOROZIVA

1. Generalitati.

Prin coroziune se intelege fenomenul complex de distrugere a materialelor, datorita reactiilor chimice sau electrochimice cu diferite substante prezente in mediul inconjurator.

Atacul chimic direct este posibil la toate materialele folosite, in timp ce atacul electrochimic este posibil numai la metale, deoarece numai ele poseda electroni liberi. Materialele sintetice nu poseda aceasta structura, ele fiind degradabile numai prin atac chimic.

Sub acest aspect se defineste :

Coroziunea chimica caracterizata prin aceea ca in timpul reactiei dintre un material si mediul coroziv nu apare un transport de sarcini electrice.

Coroziunea electrochimica caracterizata prin aceea ca in timpul reactiei cu mediul coroziv apare un transport de sarcini electrice.

Ca efect al coroziunii se pierd permanent din economia mondiala cantitati importante de materiale. De exemplu, din productia mondiala de otel din ultimii 50 de ani, aproximativ 20 miliarde de tone, se apreciaza ca circa 44% s-au pierdut datorita coroziunii.

Aceasta justifica pe deplin necesitatea luarii de masuri de protectie a metalelor impotriva agentilor corozivi si de aprofundare a studierii fenomenelor coroziunii.

2. Coroziunea chimica

Se poate produce din cauza afinitatii dintre metale si unele gaze uscate (O₂, SO₂, HCl, H2, CO, H₂S etc.) sau lichide rau conducatoare de electricitate (alcooli, benzina, benzen) provocand modificari ale materialului care se manifesta prin :

4.1. Metode de prevenire a coroziunii

Coroziunea poate fi prevenita prin:

4.2. Utilizarea metalelor si aliajelor rezistente la coroziune

Intrucat metalele si aliajele rezistente la coroziune sunt rare si scumpe, in practica se utilizeaza metale si aliaje autoprotectoare, care in timpul coroziunii initiale se acopera cu o pelicula pasivizata sau se utilizeaza oteluri anticorozive cu Ni, Cr.

4..3. Metoda de actionare asupra mediului coroziv

Uneori se poate actiona asupra mediului prin :

Fara a tine cont de aspectul depunerii, interesandu-ne numai protectia anticoroziva.

Lunand in considerare    si aspectul exterior.

cu sursa exterioara de curent;

cu anozi solubili;

Se foloseste pentru protejarea navelor, conductelor, rezervoarelor, instalatiilor portuare.

Protectia catodica cu sursa exterioara de curent

Se realizeaza prin polarizarea catodica (negativa) a constructiei cu ajutorul unui electrod auxiliar care are rolul de anod in circuitul de polarizare.

1 = conducta de protejat

2 = placa anodica

3 = punct de drenaj

4 = cablu electric

Fig. 1. Schema de principiu a protectiei anodice cu sursa de curent exterior

Pentru a se putea aplica metoda de protectie trebuie sa fie indeplinite urmatoarele conditii:

in jurul suprafetei de protejat sa existe un mediu bun conducator de electricitate (apa de mare, sol umed) pentru a permite inchiderea curentului electric;

constructia sa aiba o configuratie simpla pentru ca sistemul de anozi sa fie simplu si sa nu apara ecranarea electrica;

curentii folositi sa nu pericliteze siguranta personalului si a instalatiei;

Protectia catodica cu anozi solubili (activi)

Consta in aplicarea pe constructia metalica de protejat a unui numar de placi de metal cu potential mai electronegativ decat al metalului constructiei (anozi). Materialele folosite in mod curent sunt Zn, Mg, Al.

Se apreciaza ca protectia a fost efectiva daca dupa un timp se constata dizolvarea anozilor.

Metoda are avantajul ca se poate folosi acolo unde nu exista sursa de curent. Necesita inlocuirea periodica a anozilor.

Protectia anodica

Este o metoda relativ noua. Se bazeaza pe trecerea metalului de protejat din stare activa in stare pasiva prin deplasarea potentialului prin polarizare anodica cu sursa exterioara de curent.

Schema de principiu a instalatiei de protectie anodica este redata in figura de mai jos.

electrod de referinta

material de protejat anod

catod insolubil (platina)

solutie coroziva

potentiometru

Fig.2. Schema de principiu a instalatiei de protectie anodica

Valoarea potentialului de protectie se stabileste pentru fiecare situatie in parte (30 – 50 mV). Electrodul de referinta serveste la masurarea potentialului e care este mentinut constant prin reglarea curentului de protectie.

Vopsele, lacuri, grunduri, chituri, emailuri

Se folosesc in scopuri decorative sau de protectie anticoroziva. Componentele principale din care se compun materialele prin vopsire sunt :

lianti;

solventi;

pigmenti;

Liantii – sunt amestecuri de compusi organici dizolvati intr-un solvent, care dupa uscare formeaza pelicule continui. Cei mai utilizati sunt uleiurile vegetale, derivatii celulozei, rasini naturale si sintetice.

Solventii sunt substante organice volatile si pot fi :

usor volatile (alcool, acetona);

cu volatilitate mijlocie (toluen);

greu volatile (whitespirtul);

Pigmentii sunt substante organice sau anorganice, care imprima culoare, maresc rezistenta si diminueaza procesul imbatranirii vopselei. Mai exista si alti constituenti secundari : antioxidanti, diluanti, s.a. .

Vopselele materiale de acoperire care pe langa pelicula depusa mai dau si culoare pieselor, datorita pigmentilor. Cele mai raspandite sunt cele pe baza de ulei. Ele contin dispersii fine ale pigmentilor minerali si organici in ulei.

Dupa culoarea pigmentilor avem :

albe (oxid de Pb, Zn, praf de Al);

galbene (galben de Zn, Pb);

rosii (miniu de Pb, Fe);

verzi (oxid de Cr, saruri de Cu);

negre (negru de fum);

Principalele proprietati caracteristice sunt :

puritatea;

puterea de acoperire (cantitatea in grame ce acopera perfect 1 cm²);

durabilitatea (la caldura si inghet);

durata uscarii;

intensitatea de vopsire (capacitatea de colorare);

Tehnologii de vopsire : pensula, pulverizare, imersie.

Etapele vopsirii :

decapare chimica;

spalare, uscare;

sablare;

grunduire;

vopsire;

Lacurile sunt materiale peliculogene care nu contin pigmenti (sunt incolore sau slab colorate). Unele lacuri dupa uscare se pot slefui.

Emailurile sunt suspensii de pigmenti minerali si organici in diferite lacuri. Dupa uscare emailurile formeaza pelicule dure dar cu aspect neted si lucios.

Grundurile sunt substante peliculogene, protectoare, sub forma de suspensie de pulbere fina metalica de Zn sau Pb. Cu ajutorul lor se realizeaza protectia anticoroziva.

Chiturile se utilizeaza pentru umplerea golurilor si netezirea suprafetelor. Se imbunatateste aspectul exterior, dar nu si rezistenta mecanica. Se inrautatesc proprietatile anticorozive.

Clasificarea mijloacelor de protectie

Dupa structura acoperirii acestea se clasifica in :

Acoperiri subtiri (sub 1mm) . Se realizeaza prin acoperiri chimice propriu-zise, acoperiri anorganice (emailuri) sau organice (pe baza de rasini);

Acoperiri groase, cu folii (peste 1mm) . Se fac cu folii din cauciuc sau pe baza de materiale plastice.

Acoperiri complexe. Se face prin placare si chituire sau prin vopsele armate cu fibra de sticla sau tesaturi de policlorura de vinil.

Acoperiri galvanice. Consta in depunere electrolitica de metal.

Acoperiri prin difuziune. Suprafata piesei reactioneaza cu particule fine ale metalului de protectie. Procesul se realizeaza in atmosfera reducatoare sau neutra la o temperatura mai coborata decat punctul de topire, dar mai ridicata decat cea de recristalizare a metalului de acoperit. Se formeaza un strat protector la suprafata din metal pur, iar pe masura indepartarii de la suprafata continutul metalului depus scade. Se acopera fierul cu Zn si Al. LA acoperirea fierului cu Al, se formeaza o solutie solida de Al in Fe 20-30% Al, iar adancimea stratului este de 0,3-0,8 mm.