Коррозия металлов

Благородные металлы  практически не поддаются коррозии, но для широкого применения они слишком  дороги, поэтому их используют лишь в наиболее ответственных деталях, например для изготовления некорродирующих  электрических контактов. Высокой  коррозионной стойкостью обладают никель, алюминий, медь, титан и сплавы на их основе. Их производство растет довольно быстро, однако и сейчас наиболее доступным  и широко используемым металлом остается быстро ржавеющее железо. Для придания коррозионной стойкости сплавам  на основе железа часто используют легирование. Так получают нержавеющую  сталь, которая, помимо железа, содержит хром и никель. Самая распространенная в наше время нержавеющая сталь  марки 18–8 (18% хрома и 8% никеля) появилась  в 1923. Она вполне устойчива к воздействию  влаги и кислорода. Первые тонны  нержавеющей стали в нашей  стране были выплавлены в 1924 в Златоусте. Сейчас разработано много марок  таких сталей, которые, помимо хрома  и никеля, содержат марганец, молибден, вольфрам и другие химические элементы. Часто применяют поверхностное  легирование недорогих железных сплавов цинком, алюминием, хромом.  

Для противостояния атмосферной коррозии на стальные изделия  наносятся тонкие покрытия из других металлов, более устойчивых к воздействию  влаги и кислорода воздуха. Часто  используются покрытия из хрома и  никеля. Поскольку хромовые покрытия нередко содержат трещины, их обычно наносят поверх менее декоративных никелевых покрытий. На защиту жестяных консервных банок от коррозии в органических кислотах, содержащихся в пищевых  продуктах, расходуется значительное количество олова. Долгое время для  покрытия кухонной утвари использовали кадмий, однако теперь известно, что  этот металл опасен для здоровья и  кадмиевые покрытия используются только в технике. 

Для замедления коррозии на поверхность металла наносят  лаки и краски, минеральные масла  и смазку. Подземные конструкции  покрывают толстым слоем битума или полиэтилена. Внутренние поверхности  стальных труб и резервуаров защищают дешевыми покрытиями из цемента.  

Чтобы лакокрасочное  покрытие было более надежным, поверхность  металла тщательно очищают от грязи и продуктов коррозии и  подвергают специальной обработке. Для стальных изделий используют так называемые преобразователи  ржавчины, содержащие ортофосфорную  кислоту (Н3РО4) и ее соли. Они растворяют остатки оксидов и формируют  плотную и прочную пленку фосфатов, которая способна на некоторое время  защитить поверхность изделия. Затем  металл покрывают грунтовочным слоем, который должен хорошо ложиться на поверхность и обладать защитными  свойствами (обычно используют свинцовый  сурик или хромат цинка). Только после  этого можно наносить лак или  краску. 

Одним из наиболее эффективных  методов борьбы с коррозией является электрохимическая защита. Для защиты буровых платформ, сварных металлических  оснований, подземных трубопроводов  их подключают в качестве катода к  внешнему источнику тока. В качестве анода используются вспомогательные  инертные электроды.  

Другой вариант  такой защиты применяют для сравнительно небольших стальных конструкций  или дополнительно покрытых изоляцией  металлических объектов (например, трубопроводов). В этом случае используют протектор – анод из сравнительно активного металла (обычно это магний, цинк, алюминий и их сплавы), который  постепенно разрушается, оберегая основной объект. С помощью одного магниевого анода защищают до 8 км трубопровода. Протекторная защита широко распространена; например, в США на производство протекторов ежегодно расходуется  около 11,5 тыс. т алюминия. 

Защита одного металла  другим, более активным металлом, расположенным  в ряду напряжений левее, эффективна и без наложения разности потенциалов. Более активный металл (например, цинк на поверхности железа) защищает от разрушения менее активный металл.  

К электрохимическим  методам борьбы с коррозией можно  отнести и защиту от разрушения конструкций  блуждающими токами. Одним из способов устранения такой коррозии является соединение металлическим проводником  участка конструкции, с которого стекает блуждающий ток, с рельсом, по которому движется трамвай или  электропоезд.