Защита металлов в морской воде

Наука о коррозии и защите металлов изучает взаимодействие металлов с коррозионной средой, устанавливает механизм этого взаимодействия и его общие закономерности. Своей конечной практической целью учение имеет защиту металлов от коррозионного разрушения при их обработке и эксплуатации металлических конструкций в атмосфере, речной и морской воде, водных растворах кислот, солей и щелочей, грунте, продуктах горения топлива и т. д. [c.10]

Защитный эффект в отличие от разностного находит большое практическое применение в виде так называемой электрохимической катодной защиты, т. е. уменьшении или полном прекращении электрохимической коррозии металла (например, углеродистой стали) в электролитах (например, в морской воде или грунте) присоединением к нему находящегося в том же электролите более электроотрицательного металла (например, магния, цинка или их сплавов), который при этом растворяется в качестве анода гальванической пары из двух металлов (рис. 198), или катодной поляризацией защищаемого металла от внешнего источника постоянного тока. [c.295]

Катодная электрохимическая защита значительно снижает скорость коррозии при трении стали в морской воде, что, кстати, подтверждает механико-электрохимический механизм этого вида разрушения металла. [c.340]

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ В МОРСКОЙ ВОДЕ [c.403]

Наиболее распространенным методом защиты металлов от коррозии в морской воде являются лакокрасочные покрытия на виниловой (этинолевые краски), фенолформальдегидной (краски АИШ), каменноугольной, битумной основе. Для подготовки металлической поверхности под покрытия применяют холодное фос- [c.403]

ЖЕРТВЕННЫЕ АНОДЫ. Если вспомогательный анод изготовлен из металла более активного (в соответствии с электрохимическим рядом напряжений), чем защищаемый, то в гальваническом элементе протекает ток — от электрода к защищаемому объекту. Источник приложенного тока (выпрямитель) можно не использовать, а электрод в этом случае называют протектором (рис. 12.2). В качестве протекторов для катодной защиты используют сплавы на основе магния или алюминия, реже — цинка. Протекторы, по существу, служат портативными источниками электроэнергии. Они особенно полезны, когда имеются трудности с подачей электроэнергии или когда сооружать специальную линию электропередачи нецелесообразно или неэкономично. Разность потенциалов разомкнутой цепи магния и стали составляет примерно 1 В (в морской воде магний имеет Е = —1,3 В), так что одним анодом может быть защищен только ограниченный участок трубопровода, особенно в грунтах с высоким удельным сопротивлением. Столь небольшая разность потенциалов иногда [c.218]

Катодная защита. Наилучший эффект достигается при поляризации до значения коррозионного потенциала активного металла в щели. Достижение этого значения потенциала уменьшает коррозию, но не сводит ее к нулю. В морской воде для изготовления жертвенных анодов успешно применяют железо, а также еще менее благородные металлы [45]. [c.316]

Электроны, полученные металлом, препятствуют его ионам переходить в раствор. Использовать электрохимическую защиту можно только в хорошо проводящей среде, — в растворах электролитов, в почве, морской воде, но не в атмосферных условиях. [c.175]

Этим объясняется непригодность цинка в качестве декоративного покрытия. Цинк имеет более отрицательный потенциал, чем железо (Ф2п/2п2+ = б), поэтому цинковое покрытие обеспечивает электрохимическую защиту черных металлов от коррозии. Скорость коррозии цинковых покрытий зависит от условий их эксплуатации. Так, по данным Института физической химии АН СССР, в средних широтах скорость коррозии цинкового покрытия составляет около 0,5—0,6 мк в год для сельской местности и 3,6 мк для промышленного района с атмосферой, загрязненной ЗОз, 50з, СО2 и другими активными агентами. В условиях высокой влажности воздуха при значительных колебаниях температуры с обильным выпадением росы (в тропических широтах) скорость коррозии сильно возрастает, и применение цинковых покрытий нецелесообразно. Морская вода также быстро разрушает цинковое покрытие. [c.169]

В настоящее время хорошо разработаны и широко применяются различные способы защиты металлов от коррозии с учетом характера металла и условий его эксплуатации. Наиболее эффективны против коррозии почвенной, под действием агрессивных химических сред и морской воды электрохимические способы защиты (катодная и протекторная). В обоих способах защита от коррозии достигается тем, что защищаемая конструкция оказывается катодным участком электрохимической системы. [c.227]

Протекторная защита и электрозащита. Протекторная защита применяется в тех случаях, когда защищается конструкция (подземный трубопровод, корпус судна), находящаяся в среде электролита (морская вода, подземные, почвенные воды и т. д.). Сущность ее заключается в том, что конструкцию соединяют с протектором — более активным металлом, чем металл защищаемой конструкции. В качестве протектора при защите стальных изделий обычно используют магний, алюминий, цинк и их сплавы. В процессе коррозии протектор служит анодом и разрушается, тем самым предохраняя от разрушения конструкцию (рис. 69). По мере разрушения протекторов их заменяют новыми. [c.254]

Другим видом электрохимической защиты является катодная защита. Защищаемую металлическую поверхность соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока, т. е. она служит катодом (рис. 10.9). Положительный полюс присоединяют к другому вспомогательному металлу, который помещают в ту же среду, что и защищаемое изделие, например в почву. Поверхность основного металла будет защищена (на ней восстанавливаются окислители из окружающей среды), а вспомогательный металл будет окисляться. Электрохимические методы чаще всего используются для защиты стального оборудования от коррозии в морской воде и почве. [c.220]

Металлические покрытия, в основном алюминиевые и цинковые, применяют для защиты от коррозии в минерализованных водах, содержащих различные газы, а также в морской воде. В хлорсодержащих растворах как алюминий, так и цинк — аноды по отношению к стали, защищая ее электрохимически. Однако в процессе коррозии в результате поляризации или влияния других факторов возможно изменение знака покрытия. Такой эффект наблюдается для цинковых покрытий в горячей воде, особенно если в систему попадает кислород. Максимум скорости коррозии достигается в температурном интервале 338—343 К, что связано со строением окисной пленки, отличающейся пористостью и обеспечивающей доступ кислорода к металлу. Совместно наличие кислорода и углекислоты в минерализованной воде значительно ускоряет коррозию цинкового покрытия (табл. 20). При этом мягкая и дистиллированная вода более агрессивна по отношению к цинку, чем жесткая, которая способствует образованию защитных пленок. [c.79]

Так, для защиты морских буровых оснований от коррозии применяются футляры из монель-металла, предохраняющие от разрушения стальные сваи е зоне, имеющей переменный уровень морской воды (зона прилива и отлива). [c.161]

Ограничениями в использовании кадмия является его высокая стоимость и дефицитность. В последние годы на ряде производств ограничено применение кадмиевых покрытий (вплоть до полного их исключения) вследствие высокой токсичности соединений кадмия. Поскольку кадмиевые покрытия более стойки в среде, содержащей ионы хлора, кадмирование используют для защиты черных и цветных металлов, соприкасающихся с морской водой, растворами солей. Кадмий более пластичный металл, чем цинк, поэтому кадмирование используется для защиты наиболее ответственных резьбовых изделий. Однако в последнее время все шире используют и цинковые покрытия. В промышленных условиях для создания электрохимической защиты предпочитают цинковые покрытия. Цинкованию подвергают не только готовые изделия, но и стальные листы, ленту. Цинковое покрытие часто применяют для защиты от коррозии водопроводных труб и запасных емкостей. В мягкой воде цинковое покрытие защищает сталь хуже, чем в жесткой. В горячей непроточной воде (свыше 70 °С) цинковое покрытие не обеспечивает надежной защиты стали от коррозии, так как в этих условиях цинк защищает сталь лишь механически. [c.281]

Применение ингибиторов является экономичным, эффективным и универсальным методом защиты металлов от коррозии [22]. Он может быть осуществлен без нарушения существенных технологических режимов и почти не требует дополнительного оборудования. Его с успехом применяют практически во всех отраслях промышленности и в сельском хозяйстве, причем почти в любых средах и условиях — в водно-солевых растворах различной минерализации (пресная и морская вода, оборотные воды, охлаждающие рассолы), в растворах минеральных и органических кислот и оснований, в неводных растворах, в гетерогенных системах типа углеводород — вода, в атмосферных условиях, в почвах, при эксплуатации металлических изделий, их хранении в межоперационный период. [c.9]

Во всех промышленно развитых странах все большее значение приобретает проблема защиты металла от коррозии. Среди различных способов, используемых для ее решения, особое место занимают системы электрохимической (катодной) защиты, широко применяемые для предотвращения разрушения металлических сооружений, эксплуатируемых в условиях природных вод и грунтов. Область применения катодной защиты весьма широка она охватывает подземные водопроводы, газо-, нефте- и продуктопроводы и металлические трубопроводы других назначений, проложенные в земле, подземные кабели связи, силовые кабели с металлической оболочкой и броней, кабели, проложенные в трубах, заполненных сжатым газом или маслом, различные резервуары — хранилища и цистерны, речные и морские суда, портовое оборудование, установки питьевой воды и различные аппараты химической промышленности, нуждающиеся во внутренней защите. [c.13]

Ученик Деви Майкл Фарадей, ставший впоследствии весьма знаменитым, принимал участие во многих из этих опытов. Много лет спустя (Деви уехал в 1825 г. в Италию и через четыре года умер в Женеве) Фарадей исследовал коррозию чугунного литья в морской воде. Он установил, что чугун корродирует у поверхности воды сильнее, чем на большой глубине. Фарадей в 1834 г. обнаружил количественную связь между коррозионным разрушением металла и силой электрического тока. При этом он разработал научные основы электролиза, а в принципе также и катодной защиты. [c.33]

Измерительные электроды для систем катодной защиты судов с защитными установками представляют собой прочные электроды сравнения (см. раздел 3.2 и табл. 3.1), постоянно находящиеся в морской воде при съеме небольщих токов для целей регулирования они не должны подвергаться поляризации. Обычно применяемые в остальных случаях медносульфатные и каломелевые электроды сравнения могут быть использованы только для контрольных измерений. Никакие электроды сравнения с электролитом и диафрагмой (мембраной) непригодны для использования в качестве измерительных электродов длительного действия для защитных преобразователей с регулированием потенциала. Измерительными электродами могут быть только электроды типа металл — среда, имеющие достаточно стабильный потенциал. Электрод серебро — хлорид серебра имеет потенциал, зависящий от концентрации ионов хлора в воде [см. формулу (2.29)], что необходимо учитывать введением соответствующих поправок [4]. Наилучшим образом зарекомендовали себя цинковые электроды. Измерительные электроды похожи на протекторы, но меньше их по размерам. Онн имеют постоянный стационарный потенциал, мало подвергаются поляризации, а в случае образования поверхностного слоя могут быть при необходимости регенерированы анодным толчком (импульсом) тока. Срок их службы составляет не менее пяти лет. [c.366]

Однако в некоторых средах титан обладает более высокой коррозионной стойкостью, чем тугоплавкие металлы (кроме Та). Это окислительные среды, в особенности щелочные растворы [50], растворы хлоридов и другие среды, содержащие хлор. Впрочем, полная нечувствительность к коррозионному воздействию относительно слабых в химическом отношении сред (например, морской воды, промышленных атмосфер и др.) и хорошие технологические свойства Т1 обеспечили возможность широкого применения этого металла в различных отраслях промышленности, в том числе и при создании архитектурных сооружений, памятников и тд. Отсутствие необходимости защиты от коррозии (например, окраски) создает значительные преимущества при эксплуатации сооружений, в которых использован титан. [c.52]

Металлизационные покрытия цинком, алюминием и их сплавами служат для защиты стали от атмосферного воздействия. Толщина покрытия составляет 50—150 мкм. Для защиты от осадков и морской воды используются покрытия несколько большей толщины. Эти покрытия обеспечивают протекторную защиту стали (так же, как и покрытия, полученные методом нанесения расплавленного металла). Ни один элемент соединения с основным металлом не вступает в реакцию коррозии. Тормозящее действие продуктов коррозии больше, чем в покрытиях, полученных горячим методом или электроосаждением, из-за пористости напыляемых покрытий. Это позволяет несколько увеличить срок службы. [c.81]

ВОДОЙ валки прокатных станов. Влияние коррозионной усталости значительно сильнее, чем сумма раздельных влияний коррозии и усталости. В табл. 48 приведены значения пределов усталости и коррозионной усталости различных металлов, а на рис. 235 — диаграммы Вёлера для стальной канатной проволоки в воздухе (кривая У) и в морской воде без защиты (кривая 6) и с различной защитой (кривые 2—5). [c.337]

Для защиты высокопрочных сплавов наиболее широко применяют плакирование. В качестве плакирующего слоя используют чистый алюминий или сплав алюминия с 1% 2п. Толщина плакирующего слоя составляет от 2 до 7,5% от толщины основного металла. Плакирование листов и плит происходит в процессе горячей прокатки, для производства труб с внутренней плакировкой применяют полые слитки, в которые вставляют трубу из алюминия. При прессовании слой алюминия прочно приваривается к основному металлу. Плакирующий слой является обычно анодным по отношению к сердцевине, поэтому его защитное действие носит не только изолирующий, но и электрохимический характер, в результате чего даже те участки алюминиевого сплава, на которых плакировка нарушена, защищены от коррозии. Эффект электрохимической защиты тем выше, чем больше электропроводность среды. Так, при разрушении плакирующего слоя по длине образца на 25 мм потеря прочности сплава Д16Т в морской воде составила 5%, а в 0,01%-ном растворе хлористого натрия — 35%. В меньшей степени плакирующий слой защищает электрохимически в условиях атмосферной коррозии. В хорошо проводящей коррозионной среде эффективность электрохимической защиты плакирующего слоя снижается по мере уменьшения разности потенциалов между металлами плакировки и металлом защищаемого сплава. [c.62]

Для более экономичного использования энергии катодной защиты в последние годы применяют автоматические катодные станции прерывистого действия. Их использование основано на последействии катодной защиты — восста1но влении на поверхности защищаемых сооружений плотных, прочно сцепленных с металлом катодных осадков из морской воды, таких, как СаСОз, МдСОз и др. Наличие этих осадков позволяет периодически отключать цепь тока поляризации. [c.202]

Следовательно, железо, имеющее в морской воде коррозионный потенциал около —0,4 В, непригодно для использования в качестве протектора для катодно защищаемого алюминия, в отличие от цинка, который имеет более подходящий коррозионный потенциал, близкий —0,8 В. Для нержавеющей стали 18-8 критический потенциал в 3 % растворе Na l равен 0,21 В, для никеля — около 0,23 В. Следовательно, контакт этих металлов с имеющими соответствующую площадь электродами из железа или цинка может обеспечить им в морской воде эффективную катодную защиту, предупреждающую питтинговую коррозию. Элементы создаваемых конструкций (например, кораблей и шельфовых нефтедобывающих платформ) иногда специально проектируют таким образом, чтобы можно было успешно использовать гальванические пары такого рода. [c.227]

Площадь основного металла, на которую распространяется катодная защита, зависит от электропроводимости среды. В центре трехмиллиметрового дефекта в цинковом покрытии по стали, помещенной, например, в дистиллированную или мягкую воду (с низкой электропроводимостью), может наблюдаться ржавление основного металла. Однако в морской воде, которая является хорошим проводником, сталь защищается цинком на расстоянии в несколько дециметров от края цинкового покрытия. Такое различие в поведении обусловлено тем, что в электропроводящей среде плотность тока, необходимая для катодной защиты, обеспечивается на значительном расстоянии, в то время как в среде с низкой электропроводимостью плотность катодного тока быстро падает по мере удаления от анода. [c.233]

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ. В зависимости от содержания цинка латуни носят разные названия. Сплав 2п—Си с 40% 2п, мюнц-металл (а-,р-латуни) применяют преимущественно в конденсаторных системах, в которых в качестве охлаждающей среды используют пресную воду (например, воду Великих озер). Морская латунь имеет близкий состав, но содержит еще 1 % 5п. Марганцовистая бронза также аналогична по составу, но дополнительно содержит по 1 % 5п, Ре и РЬ. Помимо прочего, ее используют для изготовления гребных винтов. Обесцинкование гребных винтов из марганцовистой бронзы в морской воде в какой-то степени предотвращается катодной защитой при контакте винтов со стальным корпусом судна. [c.331]

Легирование никеля медью несколько повышает стойкость металла в восстановительных средах (например, в неокислительных кислотах). Ввиду повышенной стойкости меди к питтингу, склонность сплавов никель—медь к питтингообразованию в морской воде ниже, чем у никеля, а сами питтинги в большинстве случаев неглубокие. При содержании более 60—70 ат. % Си (62—72 % по массе) сплав теряет характерную для никеля способность пассивироваться и по своему поведению приближается к меди (см. разд. 5.6.1), сохраняя, однако, заметно более высокую стойкость к ударной коррозии. Медно-никелевые сплавы с 10—30 % N1 (купроникель) не подвергаются питтингу в неподвижной морской воде и обладают высокой стойкостью в быстро движущейся морской воде. Такие сплавы, содержащие кроме того от нескольких десятых до 1,75 % Ре, что еще более повышает стойкость к ударной коррозии, нашли применение для труб конденсаторов, работающих на морской воде. Сплав с 70 % N1 монель) подвержен питтингу в стоячей морской воде, и его лучше всего применять только в быстро движущейся аэрированной морской воде, где он равномерно пассивируется. Питтинг не образуется в условиях, когда обеспечивается катодная защита, например при контакте сплава с более активным металлом, таким как железо. [c.361]

Способы защиты от коррозии металлов в морской воде заключаются в следующем а) очистке поверхности металла от окалины, ржавчины и покрытии ее лаком, этиленовыми красками, мастикой фенол-формальдегидной, каменноугольной или на битумной основе, применении фосфотирования, цинкования, оксидирования (для алюминия) б) использовании коррозионно-стойких металлов - меди и ее сплавов в) катодной и протекторной защите в комбинации с защитными покрытиями или без них г) применении ультразвуковой защиты совместно с катодной и протекторной защитой д) использовании элект-родренажной защиты. [c.43]

Для защиты металлических конструкций от коррозии в морской воде широко применяется так называемая протекторная защита. Сущность этого эффективного метода состоит в том, что к металлической конструкции, занднщаемой от коррозии, прикрепляется кусок металла (протектор), обладающий более низким электродным потенциалом, чем металл, подлежащий защите. При этом образуется гальванический элемент из протектора и стенок защищаемой конструкции, а э.пектролитом служит морская вода. [c.178]

Существует очень много способов борьбы против коррозии. Широко используются электрохимические методы защиты стальных конструкций на морских нефтяных промыслах, например на знаменитых Нефтяных Камнях в Каспийском море. При этом используют так называемые протекторы, представляющие собой слитки сплава Mg и А1, т. е. металлов, еще более химически активных, чем железо. Протекторы навешивают на погруженные в морскую воду части стальных эстакад. В результате устансиления разности потенциалов между электродами — железным (эстакада) к магний-алюминиевым (протектор) — Mg и А растворяются, а на железном электроде выделяется молекулярный водород (ион Н+ из воды разряжается на более электропо-ложительггом металле). Например, для магния [c.118]

Известно, что одной из основных причин, обусловливающих ухудшение механических свойств металла при его контакте с растворами кислот (кислотное травление металлов, кислотная обработка теплосилового оборудования), с влажным газообразным сероводородом, с водными растворами и с двухфазными системами, содержащими сероводород (газо- и нефтепроводы), а также в условиях катодной поляризации (катодное травление, нанесение гальванических покрытий, катодная защита металлоизделий в морской воде), является наводороживаиие металла [45 52 [c.41]

Компактную (цельную) платину как материал для анодов на станциях катодной защиты предложил Коттон [14]. Такие аноды при подходящих условиях могут работать с плотностью анодного тока до Ю" А-м-2. Действующее напряжение практически не ограничивается, а скорость коррозии (в предположении об оптимальности условий) очень мала — порядка нескольких миллиграммов на 1 А в год. Впрочем, это обеспечивается преимущественно при сравнительно низких плотностях тока в морской воде прн эффективном отводе образующейся подхлор-ной кислоты. Если приходится применять благородные материалы для получения высоких плотностей анодного тока в плохо проводящих электролитах, то анодное растворение платины увеличивается вследствие образования хлорокомплексов и в таком случае становится непосредственно зависящим от плотности тока [15—17]. Кроме того, в воде с низким содержанием хлоридов при преобладании образования кислорода на поверхностях анодов образуется предпочтительно легче растворимый окисел РЮг вместо РЮ, вследствие чего расход платины тоже увеличивается. Тем не менее потери остаются малыми, так что цельная платина может практически считаться идеальным материалом для анодов. Однако такие аноды ввиду большой плотности платины (21, 45 г см-2) получаются очень тяжелыми, а ввиду весьма высоких цен на платину (28 марок ФРГ за 1 г по состоянию на сентябрь 1979 г.) они неэкономичны. Вместо них применяют аноды из других несущих металлов, рабочая поверхность которых покрыта платиной. [c.204]

Изложены результаты многолетних испытаний коррозионной стойкости различных сплавов и средств защиты во влажных субтропиках. Приведены данные о коррознон-йОм поведении нержавеющих сталей (хромомарганцевых) в атмосфере влажного субтропического климата и в морской воде. Рассмотрены кинетика и характер коррозионного разрушения металлов, изделий из них, защитных покрытий, а также полимерных материалов. Даны рекомендации по выбору конструкционных материалов и средств Их защиты во влажных тропиках и субтропиках. [c.2]