Коррозия металлов презентация

Результат:
прямые потери массы металла;
косвенные потери - утрата важнейших свойств.
Коррозия – рыжая крыса,
Грызёт металлический лом.
В. Шефнер
Ежегодно в мире «теряется»
до ¼ произведённого железа…

Общее понятие
Существуют разные виды коррозии металлов и их сплавов. Наиболее распространены два вида: химическая и электрохимическая.
Коррозия (от латинского «corrodere» разъедать) – самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.
Металлы и сплавы подвержены коррозии под воздействием окружающей среды. Причина этого разрушения лежит в химических свойствах металлов – в их способности вступать в окислительно-восстановительные реакции с веществами окружающей среды и окисляться.
Общеизвестным примером коррозии является ржавление железа.

Различают несколько видов коррозии.
А. По площади и характеру поражения: сплошная, точечная, язвенная, межкристаллическая.
Б. По природе агрессивных сред: воздушная, почвенная, морская, биологическая (вызванная водорослями, моллюсками, плесенью), коррозия в смазке, газовая.
В. По механизму возникновения: химическая, электрохимическая, электрическая (под действием блуждающих токов).

Коррозию металлов и сплавов (их окисление) вызывают такие компоненты окружающей среды, как вода, кислород, оксиды углерода и серы, содержащиеся в воздухе, водные растворы солей (морская вода, грунтовые воды). Эти компоненты непосредственно окисляют металл – происходит химическая коррозия.
Химическая коррозия
Химическая коррозия – это коррозия, обусловленная взаимодействием металлов и сплавов с веществами, содержащимися в окружающей среде, при этом происходит окислительно-восстановительное разрушение металла без возникновения электрического тока в системе.
К химической коррозии относятся:
газовая коррозия;
коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

При химической коррозии идет окисление металла без возникновения цепи электрического тока:
3Fe + 2O2 = Fe3O4 (FeO•Fe2O3),
4Al + 3O2 = 2Al2O3.
Для поверхности алюминия этот процесс благоприятен, т.к. оксидная пленка плотно прилегает к поверхности металла и нет дальнейшего допуска кислорода к металлу.
Почему не рекомендуют варить овощи в алюминиевой посуде?

Газовая коррозия – это вид коррозии, обусловленный непосредственным взаимодействием металла или сплава с сухими газами, жидкостями, не являющимися электролитами, твёрдыми веществами.
Суть её заключена в окислении металла в процессе непосредственного химического взаимодействия с веществами окружающей среды (газовая, жидкостная коррозия).
Примером газовой коррозии может служить окисление железа в атмосфере хлора:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Окисление кислородом воздуха:
2Fe + O2 = 2FeO
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
3Fe + 3O2 = FeO·Fe2O3 (смешанный оксид железа (II, III) )
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 (на воздухе в присутствии влаги)
3Fe + 4H2O(пар) = Fe3O4 + 4H2
Химически чистое железо почти не корродирует. Вместе с тем техническое железо, которое содержит различные примеси, например в чугунах и сталях, ржавеет, так как одной из причин возникновения коррозии является наличие примесей в металле, его неоднородность.
Газовая коррозия

Жидкости-неэлектролиты - это жидкие среды, которые не являются проводниками электричества.
К ним относятся:
органические (бензол, фенол, хлороформ, спирты, керосин, нефть, бензин);
неорганического происхождения (жидкий бром, расплавленная сера и т.д.).
Чистые неэлектролиты не реагируют с металлами, но с добавлением даже незначительного количества примесей процесс взаимодействия резко ускоряется.
Для защиты конструкций от химической коррозии в жидкостях-неэлектролитах на ее поверхность наносят покрытия, устойчивые в данной среде.
Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах

Это наиболее распространённый вид коррозии, приносящий наибольший вред металлам и изделиям из них.
В этом случае образуется гальванический элемент, электродами которого и являются металлы, находящиеся в растворе электролита (вода, в которой растворён углекислый газ, кислоты и др.). Возникает электрохимический процесс, т.е. наряду с химическими процессами связанными с отдачей электронов и окислением металла, протекают и электрические (перенос электрона от одного участка металла к другому).
Электрохимическая коррозия
Fe → Fe2+
Электрохимическая коррозия – это вид коррозии, связанный с протеканием электрохимических реакций на поверхности металла или его сплава при их контакте с раствором электролита.

Защита от коррозии
Изоляция металла от среды
Изменение состава металла (сплава)
Изменение среды

1. Поверхностные защитные покрытия металлов:
Металлические:
анодное – покрытие более активным металлом Zn, Cr;
катодное – покрытие менее активным металлом Ni, Sn, Ag, Au.
Белая жесть (лужёное железо) – не защищает от разрушения в случае нарушения покрытия.
Неметаллические покрытия:
органические (лаки, краски, пластмассы, резина - гумирование, битум);
неорганические (эмали).
Способы защиты от коррозии

2. Создание сплавов, стойких к коррозии.
Достигается введением в состав стали хрома, марганца, никеля (нержавеющая сталь).
Изготавливают антикоррозийные сплавы, содержащие до 12% Cr, а также сплавы с добавками никеля, кобальта, меди и других металлов.
Способы защиты от коррозии
«Нержавейка», из которой изготавливают столовые приборы, содержит до 12% хрома и до 10% никеля.

3. Протекторная защита.
Сущность протекторной защиты заключается в том, что металлическую конструкцию (подземный трубопровод, корпус судна и т. д.), находящуюся в растворе электролита (подземные и почвенные воды, морская вода и т. д.), соединяют с протектором – более активным металлом, чем металл защищаемой конструкции.
В процессе коррозии протектор служит анодом и разрушается, предохраняя от разрушения конструкцию.
Способы защиты от коррозии
В качестве протектора для стальных конструкций обычно используют алюминий, цинк, магний и их сплавы.
ПРОТЕКТОРЫ
Разрушение цинковых накладок на корпусе корабля.

4. Электрохимическая (катодная) защита – соединение защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Ток идёт в противоположном направлении.
5. Добавление ингибиторов
Ингибиторы – вещества, вводимые в коррозионную среду, в результате чего снижается её окисляющая способность.
В зависимости от природы металла – NaNO2, Na3PO4, хромат и бихромат калия, органические соединения, которые адсорбируются на поверхности металла и переводят его в пассивное состояние.
Способы защиты от коррозии