Техника - молодёжи 1979-02, страница 37

КОРРОЗИЯ-БОЛЕЗНЬ ВЕКА

В № 10, 11, 12 за 1978 год и в № 1 за 1979 год журнал по просьбе читателей опубликовал цикл материалов, посвященных одной из важнейших проблем современной техники — коррозии металлов и борьбе с ней. Начатый академиком Я. Колотыркиным разговор мы завершаем статьями этого номера. Мы надеемся, что наша дискуссия привлечет самое серьезное внимание читателей

П0ТЕНЦИ0-

СТАТИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА

ВИКТОР МАКАРОВ, кандидат технических наук

В большинстве случаев коррозия в агрессивных средах, используемых в химической промышленности, протекает по электрохимическому механизму. Ее скорость однозначно связана с величиной разности потенциалов между металлом и раствором. Эта разность появляется в результате перехода атомов металла в агрессивную среду и утраты ими электронов.

Скорость коррозии — сложная функция потенциала металла (рис. 1). Если потенциал находится в пределах участка 1, наблюдается общая коррозия металла, интенсивность которой может значительно изменяться в соответствии с конкретными условиями. Это значит, что .металл находится в активном состоянии.

При возрастании потенциала возможна пассивация металла за счет взаимодействия его поверхности с кислородом, находящимся в молекулах воды или других соединений, которые присутствуют в агрессивной среде.

При дальнейшем увеличении потенциала металл вновь начинает растворяться с большой скоростью. Причем растворение происходит обычно неравномерно — наблюдается так называемая перепассивация металла.

В последние годы было показано, что скорость не только общей, но и различных видов местной коррозии находится в прямой зависимости от потенциала металла. Так, в области потенциалов на рисун

ке 1 наиболее опасна межкристал-литная коррозия. А при потенциалах положительнее отмеченного в ряде сред развивается питтинг.

Если скорость коррозии металла зависит от его потенциала по отношению к агрессивной среде, то логично использовать эту зависимость и защищать изделие от коррозии прямым приложением электрического напряжения от внешнего источника. В этом и состоит суть электрохимических методов, которые в зависимости от того, с каким полюсом источника тока соединена защищаемая поверхность, называются катодной или анодной защитой.

Катодная защита давно и широко используется для сохранения морских и речных гидротехнических сооружений, подземных трубопроводов, судов. Но в химических производствах она практически не получила распространения, так как требует больших плотностей тока. К тому же существует опасность выделения свободного водорода. И здесь на помощь приходит анодная защита, теоретические основы которой заложены в работах, выполненных в СССР в начале 50-х годов. Этот метод все шире примем няется в химических и смежных отраслях промышленности для предохранения оборудования от разрушения, сохранения чистоты химических продуктов.

Обязательное условие анодной защиты — контроль потенциала металла, который поддерживается в области оптимальной запассиро-ванности путем периодического или непрерывного пропускания регулируемого анодного тока через границу «металл — агрессивная среда».

В некоторых случаях в ходе технологического процесса изменение свойств среды настолько велико, что металл для сохранения пассивного состояния необходимо поляризовать периодически то анодным, то катодным током. В этом случае не стоит говорить об анодной или катодной защите: здесь речь идет о потен-циостатической защите.

Принципиальная схема анодной защиты аппарата или хранилища весьма проста. В агрессивную среду погружают вспомогательные электроды (катоды) из инертного в данных условиях материала. В зависимости от анионного состава среды выбираются те или иные электроды сравнения — один рабочий и один контрольный. Корпус аппарата и электроды соединяются с регулятором потенциала, снабженного сигнализаторами с системой записи потенциала (рис. 2).

Когда есть смысл применять анодную защиту?

Она нужна тогда, когда в электропроводной среде скорость коррозии металла в паровой фазе (выше ватерлинии) должна быть мала. Если речь идет о защите оборудования от разрушения, скорость растворения металла не должна превышать 0,1—0,01 мм/год. Если же нужно предохранить агрессивную среду от загрязнения, скорость растворения металла в пассивном состоянии выбирается, исходя из максимально допустимого накопления продуктов коррозии в растворе. Вот почему повышение требований к чистоте химической продукции все чаще приводит к тому, что анодная защита применяется там, где раньше довольствовались обычной стойкостью конструкционного материала.

Наконец, удерживая потенциал металла в таких пределах, чтобы тот или иной вид коррозии не развивался, можно с помощью анодной защиты противодействовать локальным формам коррозии. Раньше считали: от питтинговой коррозии защищает лишь катодная поляризация. Теперь выяснилось, что в ряде сред, содержащих вызывающие питтинг реагенты и одновременно азотнокислые соли, возможно использовать и анодную защиту.

Она нашла применение в оборудовании из углеродистой стали, работающей в серной кислоте, олеуме, для снижения их загрязнения железом, в производстве целлюлозы, в обработке водных растворов ам

34