Stalnierdzewna.com - Największa w Polsce strona informacyjna o stali nierdzewnej

Najczęściej stosuje się:

• zmianę składu chemicznego, objętościowo w procesie wytwarzania lub powierzchniowo przez obróbkę cieplno – chemiczną lub platerowanie,
• obróbkę cieplną prowadzącą do jednofazowej struktury tj. przesycanie, a także do ujednorodnienia składu chemicznego (wyżarzanie ujednorodniające oraz wyżarzanie odprężające - zalecane w celu zapobiegania korozji naprężeniowej),
• nanoszenie na powierzchnię powłok ochronnych metalowych lub niemetalicznych (farby, lakiery, emalie, tworzywa sztuczne, smary, bituminy), a także wytwarzanych metodami inżynierii powierzchni ( natrysk plazmowy , metody PVD i CVD, implantację jonową),
• ochronę katodową, anodową, protektorową i wprowadzanie do ośrodka korozyjnego inhibitorów,
• poprawę czystości atmosfery.

Ochronne powłoki metalowe anodowe i katodowe:

Ochronne powłoki metalowe są wykonywane z metali łatwo pasywujących się lub tworzących warstwy produktów korozji ograniczające zdecydowanie jej dalszy postęp.

Powłoki metalowe mogą być wykonane z metalu bardziej lub mniej szlachetnego od podłoża, zatem można je podzielić na powłoki katodowe i anodowe.

Powłoki katodowe chronią metal dzięki izolowaniu go od agresywnego środowiska, zatem swoje zadanie spełniają jedynie wówczas, gdy są całkowicie szczelne.

Odsłonięty metal rodzimy w miejscy rys, porów lub innych nieciągłości pokrycia jest anodą, natomiast powłoka katoda. Ponieważ powierzchnia anody, tj. powierzchnia na której zachodzi utlenianie, jest mała w stosunku do powierzchni katody, więc korozja ograniczona do niewielkiego obszaru powoduje utworzenie się głębokich wżerów w stosunkowo krótkim czasie.
Powłoki metalowe mogą być nakładane galwanicznie (przez elektrolizę), chemicznie, zanurzeniowo, natryskowo lub przez platerowanie polegające na nałożeniu na metal chroniony blachy z metalu chroniącego i przewalcowaniu.

Pokrycia metalowe na stalach wykonuje się zwykle z Sn lub Zn.

Tworzące się na powierzchni Al i Cr warstwy tlenku są stabilne, dobrze przylegające do podłoża, nie zawierające porów i nie przewodzące. Tlenki te skutecznie izolują metal od elektrolitu, przez co zapobiegają tworzeniu się ogniw korozyjnych.

Ochrona protektorowa jest odmianą ochrony katodowej.

Jeżeli zewnętrzna elektroda charakteryzuje się niższym standardowym potencjałem elektrodowym w szeregu napięciowym niż chroniony metal, nie trzeba stosować zewnętrznego źródła prądu stałego.
Anoda taka, zwana protektorową którą zwykle stanowi magnez, cynk lub aluminium, wykazuje w stosunku do stali niewielką różnicę potencjału, na przykład w wodzie morskiej od ok. –1,3 [V] dla Mg do –0,8 [V] dla Zn.
Jedna anoda protektorowa umożliwia ochronę niewielkiej tylko powierzchni metalu. W zależności od rezystancji środowiska korozyjnego należy więc stosować odpowiednio dużą liczbę anod protektorowych.

inhibitorem jest nazywana substancja chemiczna, która po dodaniu do środowiska korozyjnego wpływa na zmniejszenie szybkości korozji.

• pasywatory,
• inhibitory niepasywujące,
• inhibitory lotne.

Pasywatorami są np. jony występujące w roztworach chromianów CrO4 2–, azotynów NO2–, molibdenianów MoO42–, wolframianów WO42–, żelazianów FeO42– lub nadtechnetanów TeO4 Po zetknięciu się z powierzchnią metalu chronionego przed korozją pasywatory wywołują na powierzchni anodowej dużą gęstość prądu, tak że zostaje przekroczony prąd Ikryt powodujący pasywację metalu. Inhibitorami trawienia są zwykle związki organiczne zawierające grupy z N, S i OH oraz aminy. Inhibitory te wpływają w niewielkim stopniu na potencjał korozyjny. Tworzą na powierzchni metalu bardzo cienkie zaadsorbowane warstwy, hamujące rozpuszczanie się metalu. Adsorpcja przebiega zarówno w obszarach katodowych, jak i anodowych, a polaryzacja ma charakter mieszany, z tym że prąd korozyjny Ikor jest przesuwany do znacznie mniejszych wartości.

Inhibitory lotne - to substancje o odpowiednio małej prężności par, które tworzą na powierzchni metalu warstwę zaadsorbowaną, zabezpieczającą przed dostępem wody lub tlenu. Środki te są używane do czasowego zabezpieczenia przed korozją takich elementów, jak na przykład łożyska kulkowe i umożliwiają ich stosowanie bez czyszczenia. Konieczność utrzymania wymaganej prężności par inhibitora lotnego wymaga stosowania szczelnych opakowań na przykład z papieru impregnowanego.

Środki konserwujące - podobny wpływ jak inhibitory trawienia wywierają oleje, smary lub woski z odpowiednimi dodatkami organicznymi, stosowane jako środki do zabezpieczania przed korozją elementów stalowych w czasie transportu i magazynowania. Związki organiczne dodawane do środków konserwacyjnych są adsorbowane na powierzchni i tworzą cienką warstwę zabezpieczającą przed korozją.

Powłoki i warstwy ochronne są powszechnym sposobem zabezpieczania przed korozją, i to zarówno elektrochemiczną jak i chemiczną, jest stosowanie powłok ochronnych.

W zależności od użytych na nie materiałów rozróżnia się:

• powłoki metalowe,
• powłoki nieorganiczne,
• powłoki organiczne.

• galwanicznie – z wodnych roztworów lub z roztopionych soli,
• chemicznie – w wyniku reakcji wymiany,
• natryskowo,
• naparowywaniem w próżni,
• metodą platerowania wybuchowego lub przez walcowanie,
• dyfuzyjnie – z proszków stopionych metali, z fazy gazowej lub lotnych związków metali.

Powłoki metalowe są stosowane do ochrony przed korozją elektrochemiczną i chemiczną. W przypadku korozji elektrochemicznej powłoki mogą być: szlachetne, protektorowe

Powłoki szlachetne, np. na stali – niklowe, srebrne, miedziowe, ołowiowe lub chromowe, są tworzone przez metale o dodatnim lub wyższym standardowym potencjale elektrodowym od metalu podłoża.

Powłoka taka musi być odpowiednio gruba, gdyż w przypadku odsłonięcia metalu podłoża przez pory w powłoce – wskutek powstawania ogniwa metal podłoża– metal powłoki – bardzo intensywnie przebiega korozja elektrochemiczna.

Powłoki protektorowe, na przykład na stali – cynkowe, kadmowe, a w niektórych środowiskach także aluminiowe lub cynowe, powodują ochronę katodową metalu podłoża.

Warunkiem skuteczności ochrony jest trwały styk powłoki z metalem podłoża oraz odpowiednio wysoki prąd płynący w utworzonym ogniwie galwanicznym od powłoki do metalu podłoża. Grubość powłoki decyduje o czasie ochrony katodowej podłoża.

W roztworach o dużym przewodnictwie elektrycznym, np. w wodzie morskiej, ochrona powłoki jest skuteczna w znacznej odległości od powłoki, nawet do kilku metrów. W wodzie miękkiej lub destylowanej, bardzo słabo przewodzącej prąd, gęstość prądu katodowego zwykle maleje wraz ze zwiększeniem odległości od powłoki, nie zapewniając skutecznej ochrony przed korozją, gdy nieciągłości powłoki wynoszą kilka milimetrów.

W przypadku korozji chemicznej warstwa powłoki, podobnie jak zgorzelina o własnościach ochronnych, powinna cechować się dobrą zwartością i przyczepnością do podłoża. Ponadto dyfuzja składników środowiska korozyjnego, metalu chronionego i powłoki w warstwie powłoki powinna być mała. Na powłoki te są stosowane pierwiastki, które na powierzchni chronionego metalu tworzą warstwy związków ulegające selektywnemu utlenianiu. Dzięki temu na powierzchni powłoki powstaje ochronna warstwa tlenków. Korzystnymi własnościami charakteryzują się powłoki, na powierzchni których powstają złożone tlenki typu spineli. Ochronne działanie powłoki metalowej zależy od jej grubości. W wysokiej temperaturze własności ochronne powłoki zmieniają się w wyniku zachodzących reakcji chemicznych oraz dyfuzji.

Powłoki nieorganiczne - najczęściej stosowanym rodzajem powłok nieorganicznych są powłoki ceramiczne. Powłoki z emalii szklistych chronią materiały metalowe, głównie stal a także wolfram, molibden i tytan, przed korozją w wielu środowiskach.

Powłoki tlenkowe i z cermetali mogą być nanoszone metodą natryskiwania płomieniowego lub plazmowego.

Powłoki organiczne - powszechnie stosowany sposób zapobiegania korozji, zwłaszcza elektrochemicznej, polega na pokrywaniu metalu powłokami malarskimi, stanowiącymi mieszaninę nierozpuszczalnych cząstek pigmentów w nośniku organicznym lub wodzie.

Nośniki olejowe w zetknięciu z tlenem polimeryzują, żywice syntetyczne polimeryzują lub wysychają przez odparowanie rozpuszczalnika, tworząc na powierzchni cieniutką błonę zapobiegającą korozji.
Warstwy malarskie powinny stanowić barierę dla dyfuzji par gazów, wykazywać własności inhibitora korozji oraz dużą trwałość. Własności te są poprawiane przez odpowiednio dobrane pigmenty. Uzyskanie wymaganej odporności na korozję wymaga szczególnie starannego nałożenia powłok malarskich oraz unikania mechanicznego ich zdzierania podczas eksploatacji.

Elementy metalowe można zabezpieczyć przed działaniem ciekłych i gazowych środowisk korozyjnych również przez pokrycie warstwą gumy lub tworzyw sztucznych. Rury przeznaczone dla przemysłu chemicznego oraz okrętownictwa są powlekane elektrostatycznie tworzywami sztucznymi. Blachy powlekane tworzywami sztucznymi również znajdują coraz szersze zastosowanie.

W ochronie przed korozją są stosowane takie tworzywa sztuczne, jak: policzterofluoroetylen (teflon), polietylen, polichlorek winylu, kauczuk neoprenowy, żywice epoksydowe oraz komponenty poliuretanowe.

Ochrona przed korozją może polegać również na ograniczeniu oddziaływania środowiska korozyjnego na pracujące elementy maszyn i urządzeń.
Przykładem może być odpowiednie uzdatnienie wody stosowanej w urządzeniach energetycznych, głównie w kotłach. Podobnie, tworzenia się zgorzeliny, np. w procesach obróbki cieplnej, można uniknąć przez zastosowanie atmosfer ochronnych w urządzeniach do obróbki cieplnej (czytaj...)