Неметаллические неорганические покрытия.

ОКСИДИРОВАНИЕ – обработка углеродистых сталей в растворе щёлочи, содержащей окислительные компоненты, при температуре 80^о С (воронение). В этих условиях образуется плёнка, состоящая из оксида Fe₃O₄.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ОКСИДИРОВАНИЕ (АНОДИРОВАНИЕ) осуществляется путём анодной поляризации стали в щелочах, а алюминия и тантала в кислых растворах. При электрохимическом оксидировании изделие из металла в гальванической ванне является анодом. Анодные оксидные плёнки отличаются от химических оксидных плёнок большей механической прочностью и твёрдостью. Анодированием можно получать плёнки Al₂O₂ толщиной до 200 мкм.

АЗОТИРОВАНИЕ – насыщение поверхностного слоя металла азотом. Например, если железо при температуре 600^оС обработать аммиаком, то образуется плёнка нитрида железа Fe₄N.

ФОСФАТИРОВАНИЕ – обработка поверхности железа раствором кислых солей ортофосфорной кислоты: «Мажеф»+H₃PO₄. Состав «Мажеф»: Fe(H₂PO₄)₂*Mn(H₂PO₄)₂. Температура раствора - 90^оС. При этом образуется солевая плёнка, состоящая из ортофосфатов Fe₃(PO₄)*Mn₃(PO₄)₂, которая пропитывается жировой смазкой.

КОРБОНИЗАЦИЯ – насыщение поверхностей слоя углеродистых сталей атомами углерода. При этом образуется цементный слой, содержащий карбид железа Fe₃C.

БОРИРОВАНИЕ - насыщение поверхностей металла атомами бора с образованием боридов типа FeB.

ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИКАТОРОВржавчины – в качестве основного компонента ортофосфорная кислота. При этом протекают реакции типа:

и образуется плотная плёнка, состоящая из солей и окислов железа. Эта плёнка является грунтом, на который наносится ЛКП.

ЭМАТАЛИРОВАНИЕ – получение электрохимическим путём непрозрачных эмалевидных плёнок в щавелевокислом электролите, содержащем соли Ti, Zr, Th, которые гидролизируются и, включаясь в оксидную плёнку, делают её непрозрачной.

Действие природной воды на бетонные сооружения.

Так как большинство компонентов цемента имеют основной характер (Са(ОН)2), то разрушение (коррозия) бетонных сооружений происходит под действием веществ, способных реагировать с основаниями.

Действие веществ на цемент (бетон)

1. СО₂ Са(ОН)₂+СО₂+Н₂О→СаСО₃↓+Н₂О

При дальнейшем действии СО₂

СаСО₃+СО₂+Н₂О→Са(НСО₃)₃

Таким образом СО₂ вымывает Са(ОН)₂ из цемента, что вызывает разрушение цемента, а следовательно всего бетонного сооружения

Небольшое количество СО2 в атмосфере содействует упрочнению наземных частей бетонных построек за счет перехода Са(ОН)₂ в СаСО₃, заполняющий поры бетона и отлагающийся на его поверхности (карбонизация цемента).

Н2S разрушает бетонные сооружения аналогично СО₂

Са(ОН)₂+Н₂S→СаS↓+2Н₂О

СаS+Н₂S→Са(НS)₂

растворимый гидросульфид Са

Вызывает понижение его прочности на 40-50% и более. Выщелачивание можно заметить по появлению белых пятен (подтеков) на поверхности бетона.

Главным средством борьбы с выщелачиванием - добавление активных минеральных добавок (диатомит, тренел и др.), содержащие SiO₂.

Ca(OH)₂+SiO₂+nH₂O→CaO*SiO₂*nH₂O

Процесс выщелачивания замедляется, когда в поверхностном слое образуется малорастворимый СаСО₃ (Са(ОН)₂+СО₂ воздуха). Выдерживание на воздухе бетонных блоков, применяемых для сооружения оснований, повышает их стойкость.

Коррозия второго вида.

1. Углекислотная коррозия- при действии на цементный камень воды содержащей СО₂

СаСО₃+СО₂(своб)+Н₂О→Са(НСО₃)₂

2. Общекислотная коррозия

Происходит при действии растворов любых кислот, имеющих

значение Рн<7

Са(ОН)₂+2НCl→СаСl₂+2Н₂О

Са(ОН)₂+Н₂SО₄→СаSО₄*2Н₂О

Кислоты образуются из SO₂, Cl₂, HCl, содержащихся в выбросах промышленных предприятий.

3. Магнезиальная коррозия

Са(ОН)₂+MgCl₂→Mg(OH)₂+CaCl₂

Са(ОН)₂+MgSO₄+2H₂O→CaSO₄*2H₂O+ Mg(OH)₂

Образуются растворимые соли, вымываемые из бетона.

4. Органические кислоты

Большая агрессивность у уксусной, молочной, винной кислоты.

Жирные насыщенные и ненасыщенные кислоты (олеиновая, стеариновая, пальмитиловая) разрушают цементный камень, так как при взаимодействии с Са(ОН)₂ омыляются .Нефть, нефтяные продукты (керосин, бензин, мазут) не опасны для бетона. Однако надо учитывать, что они легко проникают через бетон.

5. Коррозия под действием минеральных удобрений.

Вредны аммиачные удобрения- аммиачная селитра NH₄NO₃

Са(ОН)₂+2NH₄NO₃+2H₂O→Ca(NO₃)₂*4H₂O+2NH₃

Образующийся нитрат Са хорошо растворяется в Н₂О и вымывается из бетона.

Хлорид Калия-КCl- повышает растворимость Са(ОН)₂.

Из фосфорных удобрений агрессивен суперфосфат, состоящий в основном из Са(Н₂РО₄)₂ и гипса.

Действие органических соединений различно. Вблизи сахарных и

пивоваренных заводов грунтовые воды могут быть загрязнены сахаром, который разрушает цемент

Сахар+nСаО→сахар*nСаО

растворимая соль

сахарат Са

Растительные масла и животные жиры всегда содержат органические кислоты, которые образуют с известью цемента кальциевое мыло, вследствие чего цемент размягчается и связь между зернами в бетоне нарушается.

Наоборот нефть и ее производные (керосин и пр.), представляющие собой смеси углеводородов нейтрального характера, для цемента совершенно безвредны, если не содержат кислот.

Наконец бетонные сооружения очень быстро разрушаются, если в воде содержаться значительное количество ионов SO₄^2-. Они образуют в цементе кристаллы состава 3СаО*Al₂O₃*3CaSO₄*31H₂O . Эти кристаллы растут в виде игл в теле бетона и разрушают его. Устойчивы против SO₄^2- глиноземистый цемент (состоящий из Са(АlО₂)₂, а также пуццолановый цемент (портланд-цемент с добавками материалов, богатых аморфным кремнеземом SiO₂).

Список литературы.

1 Н.В. Коровин. Курс общей химии. Учебник. - М.: Высшая школа, 2004.-599с.

2 А.А. Хоникевич. Химия и коррозия в судостроении. Учебное пособие. - Л.: Судостроение, 1998.-220с.

3 А.И. Малахов, К.М. Тютина. Коррозия и основы гальваностегии. Учебник. – М.:Химия,1997.-208 с.

4 И.В. Семенова, Г.М. Флорианович. Коррозия и защита от коррозии. Учебное пособие. – М.:Физматлит,2006.-371с.

Содержание

1. Тема 5. Коррозия металлов и сплавов стр.

5.1. Определение и классификация коррозионных процессов. Химическая и электрохимическая коррозия. 4

5.2. Методы защиты металлов от коррозии. Металлические и неметаллические защитные покрытия. 16

5.3. Протекторная защита. 18

5.4. Катодная защита. 20

5.5. Анодная защита. 22

5.6. Ингибиторы. 23

5.7. Лакокрасочные защитные покрытия. 24

5.8. Действие природной воды на бетонные покрытия. 26

5.9. Список литературы. 29