Metode de protectie anticorosiva a materialelor metalice

Metode de protectie anticorosiva a materialelor metalice

Protectia impotriva coroziunii reprezinta totalitatea masurilor care se iau pentru a feri materialele tehnice de actiunea agresiva a mediilor corosive.
            Metodele si mijloacele de protectie anticorosiva sunt foarte variate si numeroase; in principial ele se pot grupa in urmatoarele categorii:

metode de prevenire a coroziunii;

utilizarea metalelor si aliajelor rezistente la coroziune;

metode de actionare asupra mediului corosiv;

metode de acoperire a suprafetelor metalice.

1.         Metode de prevenire a coroziunii

Metodele de prevenire a coroziunii constau in:

alegerea corecta a materialelor utilizate in constructia de aparate si utilaje industriale, din punct de vedere al rezistentei la coroziune;

evitarea punerii in contact a unui metal cu un alt metal mai electronega­tiv decat el, de exemplu aluminiu alaturi de aliajele cuprului sau otelurilor aliate, bronz in contact cu otelul etc.

la fel se va evita punerea in contact a metalelor ecruisate ( modificarea proprietatilor unui metal sau unui aliaj in urma unui proces de deformare plastica la o temperatura inferioara celei la care incepe recristalizarea ) cu metalele recoapte sau turnate, deoarece din cauza diferentei de potential electrochimic dintre ele, in  prezenta unui electrolit corespunzator, primele se corodeaza;

prelucrarea mai ingrijita a suprafetei metalului, deoarece adanciturile, zgarieturile favorizeaza si accelereaza coroziunea.

2.         Metode de acoperire a suprafetelor metalice cu invelisuri anticorosive

Protectia prin invelisuri anticorosive se realizeaza prin acoperirea metalului cu un strat subtire de material autoprotector. Stratul autoprotector trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa fie compact si aderent;

sa fie suficient de elastic si plastic;

grosimea lui sa fie cat mai uniforma.

Stratul protector poate fi metalic sau nemetalic; cele metalice depuse pe suprafata metalului protejat se pot realiza: pe cale galvanica, pe cale termica si prin placare Straturile protectoare nemetalice pot fi organice sau anorganice, realizate prin utilizarea lacurilor, vopselelor, emailurilor, foliilor de masa plastica etc.

Camasuirea (placarea) este un proces metalurgic de legare a straturilor din metale identice sau diferite. Combinatia rezultata, care de multe ori se realizeaza la preturi mici, poate avea proprietati de duritate, conductivitate si rezistenta impotriva coroziunii care nu pot fi intalnite intr-un metal pur.

Un exemplu de metal de acest gen este asa-numitul aur suflat, care consista din nucleu de alama sau otel acoperit de un strat de aur la suprafata.

Electrometalizarea (placarea metalelor) este un proces electrochimic de depozitare a unui strat subtire de metal pe un alt element, de obicei de origine metalica si acesta. Obiectele sunt electrometalizate pentru a preveni coroziunea, pentru a obtine o suprafata dura sau o finisare atractiva, pentru purificarea metalelor sau pentru separarea metalelor pentru analiza cantitativa. Cadmiul, cromul, cuprul, aurul, nichelul, argintul si cositorul sunt metalele cele mai des folosite in electrometalizare.

Galvanizarea este procesul de acoperire a unui metal, cum ar fi fierul sau otelul, cu un strat subtire de zinc pentru a-l proteja de actiunea coroziunii. Zincul este intrebuintat cu mai multa usurinta decat alte metale de protectie cum ar fi cositorul, cromul, nichelul sau aluminiul. Stratul de zinc protejeaza metalul chiar si in locurile unde s-au format fisuri sau mici gauri pe invelis, pentru ca oxigenul reactioneaza mai mult cu zincul decat cu metalul care trebuie protejat..

Exemple de produse galvanizate in mod curent sunt cosuri de gunoi, folii ondulate pentru acoperis, tevi din fier si sarma.

Galvanoplastia este o metoda asemanatoare cu galvanizarea, diferentele fiind date de grosimea stratului protector si de aderenta la metalul substratului. Aceasta se face pentru a conferi suprafetei una sau mai multe caracteristici diferite de cele ale materialului aflat dedesubt.

Procesul consta din trecerea unui curent electric printr-o solutie chimica prin intermediul a doi electrozi. Obiectul care trebuie placat este drept electrod negativ, iar electrodul pozitiv este facut din metalul de placare. Procesele electrochimice care au loc cand trece curentul, determina depunerea metalului de placare pe suprafata obiectului.

Unele piese din otel folosite la automobile sunt placate pe cale electrica cu nichel si apoi cu crom. Aceasta combinatie previne ruginirea otelului si confera o suprafata rezistenta si atragatoare. Multe piese din otel utilizate pentru lucrari de structura, precum piulitele si suruburile, sarmele, placile si barele metalice, sunt invelite in zinc. Acest proces, numit galvanizare, asigura un invelis care este strict destinat protectiei in potriva coroziunii.

Materiale alternative

In cazurile in care coroziunea unui anumit metal poate sa devina o problema, poate fi folosit un material alternativ. De exemplu, pentru evitarea ruginirii uneori se folosesc suruburi de alama in locul celor de otel. Dar pentru imbinarea cu bolturi a diferite piese, nu exista alternativa pentru otel. Aceasta se datoreaza faptului ca otelul rezista la tensiuni foarte puternice, care ar rupe alte materiale. In asemenea cazuri, o solutie este de a utiliza un aliaj al metalului rezistent la coroziune. Aliajele speciale sunt prea costisitoare pentru multe scopuri, astfel adesea se adopta o abordare mai ieftina (aplicarea pe materialul de baza a unui invelis rezistent la coroziune: ulei, vaselina, vopsea etc.).

3.         Metode de acoperire a suprafetelor metalice cu invelisuri anticorosive

Protectia prin invelisuri anticorosive se realizeaza prin acoperirea metalului cu un strat subtire de material autoprotector. Stratul autoprotector trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa fie compact si aderent;

sa fie suficient de elastic si plastic;

grosimea lui sa fie cat mai uniforma.

Stratul protector poate fi metalic sau nemetalic; cele metalice depuse pe suprafata metalului protejat se pot realiza: pe cale galvanica, pe cale termica si prin placare Straturile protectoare nemetalice pot fi organice sau anorganice, realizate prin utilizarea lacurilor, vopselelor, emailurilor, foliilor de masa plastica etc.

Alegerea uneia sau alteia dintre metodele de protectie este functie de:

parametrii tehnologici de functionare a instalatiei;

forma si dimensiunile obiectului protejat;

calitatea materialului suport;

amplasarea obiectului de protejat in instalatie;                

tehnologiile de aplicare si posibilitatile de executie a protectiei anticorosive.

4.         Metode de acoperire a suprafetelor metalice cu invelisuri anticorosive

Protectia prin invelisuri anticorosive se realizeaza prin acoperirea metalului cu un strat subtire de material autoprotector. Stratul autoprotector trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa fie compact si aderent;

sa fie suficient de elastic si plastic;

grosimea lui sa fie cat mai uniforma.

Stratul protector poate fi metalic sau nemetalic; cele metalice depuse pe suprafata metalului protejat se pot realiza: pe cale galvanica, pe cale termica si prin placare Straturile protectoare nemetalice pot fi organice sau anorganice, realizate prin utilizarea lacurilor, vopselelor, emailurilor, foliilor de masa plastica etc.

Camasuirea (placarea) este un proces metalurgic de legare a straturilor din metale identice sau diferite. Combinatia rezultata, care de multe ori se realizeaza la preturi mici, poate avea proprietati de duritate, conductivitate si rezistenta impotriva coroziunii care nu pot fi intalnite intr-un metal pur.

Un exemplu de metal de acest gen este asa-numitul aur suflat, care consista din nucleu de alama sau otel acoperit de un strat de aur la suprafata.

Electrometalizarea (placarea metalelor) este un proces electrochimic de depozitare a unui strat subtire de metal pe un alt element, de obicei de origine metalica si acesta. Obiectele sunt electrometalizate pentru a preveni coroziunea, pentru a obtine o suprafata dura sau o finisare atractiva, pentru purificarea metalelor sau pentru separarea metalelor pentru analiza cantitativa. Cadmiul, cromul, cuprul, aurul, nichelul, argintul si cositorul sunt metalele cele mai des folosite in electrometalizare.

Galvanizarea este procesul de acoperire a unui metal, cum ar fi fierul sau otelul, cu un strat subtire de zinc pentru a-l proteja de actiunea coroziunii. Zincul este intrebuintat cu mai multa usurinta decat alte metale de protectie cum ar fi cositorul, cromul, nichelul sau aluminiul. Stratul de zinc protejeaza metalul chiar si in locurile unde s-au format fisuri sau mici gauri pe invelis, pentru ca oxigenul reactioneaza mai mult cu zincul decat cu metalul care trebuie protejat..

Exemple de produse galvanizate in mod curent sunt cosuri de gunoi, folii ondulate pentru acoperis, tevi din fier si sarma.

Galvanoplastia este o metoda asemanatoare cu galvanizarea, diferentele fiind date de grosimea stratului protector si de aderenta la metalul substratului. Aceasta se face pentru a conferi suprafetei una sau mai multe caracteristici diferite de cele ale materialului aflat dedesubt.

Procesul consta din trecerea unui curent electric printr-o solutie chimica prin intermediul a doi electrozi. Obiectul care trebuie placat este drept electrod negativ, iar electrodul pozitiv este facut din metalul de placare. Procesele electrochimice care au loc cand trece curentul, determina depunerea metalului de placare pe suprafata obiectului.

Unele piese din otel folosite la automobile sunt placate pe cale electrica cu nichel si apoi cu crom. Aceasta combinatie previne ruginirea otelului si confera o suprafata rezistenta si atragatoare. Multe piese din otel utilizate pentru lucrari de structura, precum piulitele si suruburile, sarmele, placile si barele metalice, sunt invelite in zinc. Acest proces, numit galvanizare, asigura un invelis care este strict destinat protectiei in potriva coroziunii.

Materiale alternative

In cazurile in care coroziunea unui anumit metal poate sa devina o problema, poate fi folosit un material alternativ. De exemplu, pentru evitarea ruginirii uneori se foloseste suruburi de alama in locul celor de otel. Dar pentru imbinarea cu bolturi a diferite piese, nu exista alternativa pentru otel. Aceasta se datoreaza faptului ca otelul rezista la tensiuni foarte puternice, care ar rupe alte materiale. In asemenea cazuri, o solutie este de a utiliza un aliaj al metalului rezistent la coroziune. De exemplu unele piese metalice de pe nave sunt facute dintr-o forma de otel inoxidabil. Acesta are o rezistenta mare dar, spre deosebire de otelul obisnuit este foarte rezistent la coroziune.

Aliajele speciale sunt prea costisitoare pentru multe scopuri, astfel adesea se adopta o abordare mai ieftina (aplicarea pe materialul de baza a unui invelis rezistent la coroziune: ulei, vaselina, vopsea etc.).

3.         Metode de actionare asupra mediului corosiv

Printre metodele de actionare asupra mediului corosiv amintim:

modificarea PH-ului mediului de coroziune (exemplu neutralizarea apelor reziduale cu substante chimice)

indepartarea gazelor (O₂;CO₂) care maresc viteza de coroziune a mediilor corosive, mai ales a apei;

utilizarea inhibitorilor sau a pasivatorilor, ce sunt substante organice sau anorganice, care introduse in cantitati minime in mediul corosiv, micsoreaza sau anuleaza complet viteza de coroziune a acesteia;

protectia catodica consta in aplicarea unor metode galvanice de protectie a metalelor, folosind anozi metalici auxiliari, care se corodeaza in locul metalului protejat.