Protectia Anticoroziva [PDF]

Zitiervorschau

Protectia anticoroziva

Prin coroziune se intelege ansamblul proceselor redox dintre un metal și mediul înconjurător, in urma carora are loc degradarea proprietatilor materialului respectiv. Practic, toate metalele, cu exceptia aurului si a platinei, se corodeaza. Otelul si mai ales fonta se corodeaza foarte usor, astfel incat aproape 12 % din fierul obtinut anual se transforma intr-o pulbere numita rugina. Dupa mecanismul de desfasurare al procesului de coroziune, se pot distinge trei tipuri de coroziune: electrochimica ,chimica si biochimica. 1. Coroziunea electrochimica este caracterizata prin procese asemanatoare celor care au loc in celulele electrochimice. 2. Coroziunea chimica corespunde reactiei dintre un metal si un gaz, la temperaturi, de obicei, mai mari de 100 gradeC. Decurge cu viteze mari si are loc in medii chimice agresive (Cl2, O2, SO2, acizi) 3. Coroziunea biochimica este cauzata de activitatea vitala a unor microorganisme, care folosesc metalul ca mediu de cultura sau elimina produsi ce ataca metalul. Coroziunea poate fi clasificata in diferite categorii in functie de material, mediu sau morfologia pagubei provocate de coroziune: 1. Coroziunea generala, ca rezultat al reactiilor chimice sau electrochimice care actioneaza, aproape in aceeasi masura, asupra intregii suprafete expuse. Metalul se subtiaza si se deterioreaza, rezistenta mecanica a componentelor poate fi si ea redusa . 2. Coroziunea care are loc puternic, la nivelul unei mici portiuni de pe suprafata materialului. Apare in cazul defectelor aparute la aplicarea protectiei anticorozive asupra metalelor, dar si in cazul metalelor care rezista coroziunii producand oxizi proprii sau hidroxizi 3. Coroziunea de crapatura este frecvent observata la metalele si aliajele expuse mediilor care contin halogenuri, in special clorura si ar putea duce la initierea unor crapaturi ce impiedica functionarea nomala a altor mecanisme.

4. Coroziunea intergranulara, ce duce la deteriorarea rezistentei mecanice a aliajului sau la ruperi atunci cand sunt aplicate forte externe. 5. Fracturi induse de mediu, cand un material este expus unui mediu reactiv chimic. Aplicarea unei forte poate crea si propaga o crapatura. 6. Coroziunea galvanica, are loc in urma alaturarii a doua materiale de compozitii, aliaje si reactivitati diferite. Acest lucru v-a determina cresterea posibilitatii ca materialul mai activ sa corodeze si scaderea ratei de coroziune a metalului mai nobil. 7. Coroziune de tip eroziune, determina cresterea ratei de coroziune a materialului, in urma miscarilor relative din mediu. Cunoscand procesele care au loc, putem interveni pentru a impiedica coroziunea. Protectia impotriva coroziunii reprezinta totalitatea masurilor care se iau pentru a proteja materialele tehnice de actiunea agresiva a mediilor corozive. Desi exista metale si aliaje care prezinta o buna rezistenta la coroziune, acestea sunt de obicei scumpe. De aceea s-au stabilit diferite metode pentru a proteja impotriva coroziunii metalele uzuale, usor accesibile. Principalele metode de protecţie împotriva coroziunii sunt: 

alegerea corectă a materialelor utilizate în construcţia de aparate şi utilaje industriale, din punctul de vedere al rezistenţei la coroziune;



protecţie împotriva coroziunii prin tratarea mediului coroziv prin:

- folosirea atmosferei protectoare pentru prevenirea coroziunii pieselor metalice supuse tratamentelor termice şi prelucrării la cald. Menţinerea unor atmosfere bogate în CO şi CH4 determina diminuarea coroziunii otelului. -condiţionarea atmosferei în spaţii închise; (depozite, cutii, lăzi de transport piese, maşini, dispozitive metalice) -condiţionarea apei. Apa este un important agent de răcire. Datorită gazelor (O2, CO2, H2S etc) şi a sărurilor dizolvate în ea, apa corodează instalaţiile cu care vine în contact, astfel ea trebuie limitata la anumite cantitati; -modificarea pH-ului mediului coroziv spre valori convenabile pentru realizarea protecţiei determină diminuarea sau chiar evitarea coroziunii. Analizând curbele dependenţei vitezei de coroziune de pH-ul mediului coroziv se constată că la pH=7,0 - 7,5 toate metalele prezintă maximum de rezistenţă. Atat in mediu inchis cat si deschis Ph-ul trebuie mentinut in apropierea acestor valori.

-folosirea inhibitorilor de coroziune. Pentru a reduce viteza reactiei de coroziune se folosesc substante numite inhibitori. Ex. In procesul de micsorare a coroziunii fierului, s-a observat ca inhibitorii cei mai eficienti sunt iodura de potasiu, azotitul de sodiu in mediu de carbonat de amoniu; -metode electrochimce de protecţie: protecţie catodică; protecţie anodică; - aplicarea de straturi protectoare: metalice; pe bază de compuşi anorganici; pe bază de compuşi organici;

Protectia catodica cu anozi de sacrificiu este o metoda electro-chimica de protectie impotriva coroziunii ce se aplica la constructiile metalice in contact cu solul, apa marilor sau atmosfera (conducte de otel pentru transportul fluidelor, stalpi metalici de sustinere, rezervoarele, cazanele, coloanele de extractie, cablurile etc). Protectia catodica cu anozi de sacrificiu se realizeaza practic prin fixarea pe suprafata metalica de protejat a unor bare, placi, benzi metalice speciale denumite anozi de sacrificiu, anozi solubili sau anozi activi. Anozii de sacrificiu sunt alcatuiti dintr-un metal sau aliaj cu potential de coroziune in mediul dat mai negativ decat al metalului de protejat. De exemplu: pentru protectia sistemelor pe baza de Fe se folosesc Zn, Al, Mg si aliajele lor. Acestea corodeaza in locul fierului.

Acoperirea prin imersare la cald – este metoda cea mai economica pentru obtinerea unei depuneri relativ groase. Obiectul de acoperit, dupa o pregatire preliminara (sablare, decapare, degresare) se imerseaza intr-o baie cu metal topit si dupa scurt timp se scoate si se raceste in aer. In timpul procesului, stratul superficial al metalului de acoperit formeaza o serie de aliaje cu metalul protector ce asigura aderenta stratului depus. Pe aceasta cale se obtin straturi din metale usor fuzibile: Zn, Sn, Cd, Al, Pb.

Straturi protectoare pe baza de compusi anorganici - procedeul se bazeaza pe conversia stratului metalic superficial in produsi greu solubili ai metalului (oxizi, fosfati, cromati, nitruri) sau prin placarea constructiilor metalice cu produse ceramice. Aceste straturi asigura o buna rezistenta la coroziune si cresc proprietatlile fizico-mecanice ale suportului.

Straturile de email- sunt acoperiri ceramice foarte eficace. Emailul este o masasticloasa, deseori opaca, obtinut prin topirea la 1200-1300gradeC a rocilor naturale (nisip, argila, feldspat) cu fondanti si oxizi metalici (de Cu, Ni, Cr) pentru culoarea dorita. Se emaileaza piese de tipul: autoclave, reactoare, schimbatoare de caldura, pentru sulfonare, carbonatare, clorurari, polimerizari, etc. Stratul de email este casant, nerezistent la socuri mecanice si termice, sub actiunea carora se fisureaza.

Straturi protectoare pe baza de compusi organici: Acoperiri cu materiale peliculogene – din punctul de vedere al compozitiei sunt: uleiuri vegetale, derivati celulozici, rasini naturale si sintetice,cauciucuri si elastomeri. Lacurile sunt derivati celulozici, rasini naturale sau sintetice in solventi organici volatili. Sunt incolore sau slab colorate care dupa uscare dau pelicule transparente si lucioase. Vopselele sunt sisteme disperse de pigmenti si materiale de umplutura in diferite substante peliculogene.

Captuseli din materiale plastice – sunt folosite folii, placi sau blocuri, care se aplica pe suprafafa metalica cu ajutorul unor adezivi cu intarire la cald sau rece. Materialele plastice sunt: policlorura de vinil, polietilena polieter clorurat, polipropilena, rasini fenolice, siliconice, teflon, etc.

Garniturile de cauciuc sunt aplicate ca masura de protectie la coroziune pe suprafetele metalice, absorbere, rezervoare, instalatii de desulfurare a gazelor de ardere, in intreaga Europa, fiind o garantie a protectiei indelungate. Cauciucurile pot fi aplicate atat pe structuri metalice cat si din beton, impotriva substantelor chimice agresive si abraziunii. O parte integrata importanta al procesului de cauciucare este operatiunea de vulcanizare, in urma careia se obtine rezistenta mecanica adecvata si aderenta perfecta cauciuc-metal.

Pasivitatea metalelor Anumite metale, desi reactive, sunt rezistente la coroziune, intrucat se acopera cu un strat protector de compus greu solubil. Fenomenul poarta numele de

pasivare. Astfel, aluminiul si magneziul se acopera cu o pelicula subtire de Al2O3, respectiv, MgO, rezistenta si impermeabila la O2 si H2O si care impiedica continuarea corodarii. Zincare termica se realizeaza prin scufundarea profilelor în baie de zinc pentru a asigura o protectie anticoroziva. In general zincarea termica se aplica la otelurile moi, aliajelele slabe din otel, la fonta si la otelul turnat. Procesul tehnologic de zincare termica cuprinde urmatoarele operatii: pregatirea suprafetelor înainte de zincare (degresare, spalare, decapare, spalare, fluxare, uscare), zincarea propriu-zisa si finisarea. Electro-galvanizarea este acoperirea metalica cu un strat subtire de zinc, prin cufundare într-o baie cu solutie de zinc care se depune prin electroliza. Galvanizarea electrochimica se foloseste la reperele mici care nu necesita o protectie anticoroziva de lunga durata. Metalizarea este procesul de pulverizare a metalului topit, cu ajutorul unui jet de aer comprimat pe suprafata de lucru. Metalizarea se poate face cu arc electric, cu gaze combustibile, cu plasma sau cu HVOF (High Velocity Oxygen Fuel - sistem de depunere a metalelor la viteza supersonica). Echipamentele de metalizare sunt destinate conditionarii suprafetelor prin protejarea anticoroziva cu zinc, aluminiu si alte metale.

Bibliografie: http://www.scribd.com/doc/32544178/Coroziunea-Si-Protectia-Anticoroziva#scribd Manual chimie clasa a 9-a Ed. LiceAll 200, Marius Andruh, liana Avram, Daniela Bogdan http://www.scritub.com/stiinta/chimie/METODE-DE-PROTECTIE-ANTICOROZI42522.php http://skodablog.wordpress.com/tema-pe-acasa-3/teme-pe-acasa/ http://gisceu.net/PDF/U616.pdf http://www.scribd.com/doc/206993202/Curs-11-Chimie-Coroziune http://www.electrochemsci.org/papers/vol6/6061927.pdf http://www.anticoroziv.eu/ro/produse/cauciucuri-pentru-protectii-anticorozive http://ro.wikipedia.org/wiki/Protec%C8%9Bie_anticoroziv%C4%83 http://www.tis-gdv.de/tis_e/verpack/korrosio/schutz/schutz.htm