Предотвращение электрохимической коррозии: факторы и методы

Электрохимическая коррозия возникает из-за разницы электрохимических потенциалов двух металлов, что приводит к коррозии более активного металла. Важно знать, как предотвратить этот вид коррозии, чтобы защитить металлические конструкции и продлить срок их службы.

В этой статье мы обсудим эффективные стратегии защиты металлических компонентов от гальванической коррозии, помогающие им оставаться прочными и устойчивыми на протяжении многих лет.

Что такое гальваническая коррозия?

Гальваническая коррозия возникает при электрическом соединении двух разных металлов в присутствии проводящей жидкости. При этом взаимодействии один металл выступает в качестве анода и теряет электроны, окисляясь, а другой служит катодом, где происходит восстановление, и остаётся защищённым от коррозии.  

Необходимые условия электрохимической коррозии

• Присутствие двух разных металлов: требуется по крайней мере два разнородных металла.
• Электрический контакт: металлы должны находиться в прямом электрическом контакте друг с другом.
• Электролит: для облегчения процесса необходим электролит, такой как вода или влага.

Факторы, влияющие на гальваническую коррозию

Разность потенциалов

Большая разница электрохимических потенциалов между двумя металлами приводит к более высокой скорости коррозии анода. При взаимодействии более реактивного металла с менее реактивным, более реактивный металл будет корродировать быстрее.

Факторы окружающей среды

Такие факторы, как температура и pH, могут ускорять или замедлять коррозию. Более высокие температуры часто увеличивают скорость реакции, в то время как экстремальные значения pH могут как способствовать, так и препятствовать коррозии в зависимости от металлов.

Соотношение площадей поверхности

Размер металлических поверхностей имеет значение. В частности, анод с относительно меньшей площадью поверхности по сравнению с катодом, как правило, изнашивается быстрее. Это связано с тем, что меньшая площадь концентрирует электрохимические реакции, что приводит к более быстрому износу.

Как предотвратить гальваническую коррозию?

Выбор материала

Чтобы минимизировать риск гальванической коррозии, важно выбирать металлы со схожим электрохимическим потенциалом. Например, нержавеющая сталь и алюминий могут иметь большую разность потенциалов, что делает их неэффективным сочетанием. Выбор металлов из одного семейства или с совместимыми свойствами может помочь предотвратить коррозию.

Защитные покрытия и барьеры

Одним из высокоэффективных методов защиты от коррозии является нанесение защитных покрытий на металлические поверхности. Эти покрытия предотвращают проникновение влаги и вредных веществ в металлическую основу и их повреждение. Для сохранения защитных свойств в течение длительного времени важно поддерживать эти покрытия в хорошем состоянии и обновлять их по мере необходимости.

• Краски Обычно используются для создания влагостойкого барьера. Они помогают защитить металлические поверхности от воздействия химикатов и окружающей среды.
• Порошковые покрытия Обеспечивают более толстый и прочный защитный слой. Они особенно подходят для наружного применения в суровых условиях.

Кроме того, использование изоляционных материалов для разделения разнородных металлов дополнительно снижает риск гальванической коррозии. Сочетание защитных покрытий с этими методами разделения позволяет значительно повысить коррозионную стойкость.

• Пластиковые шайбы и втулки Может размещаться между болтами и металлическими поверхностями для предотвращения электрического контакта. Обычно используются нейлон или полиэтилен.
• Резиновые прокладки ты?Резиновые прокладки, используемые в соединениях и фланцах, создают барьер, предотвращающий соприкосновение металлов. Это особенно полезно в трубопроводных системах.
• Изоляционные рукава может наноситься вокруг болтов или винтов, чтобы предотвратить их контакт с другими металлами.

Катодная защита

Катодная защита — это эффективный метод, используемый для предотвращения коррозии металлических конструкций, и в основном он бывает двух видов: система подаваемого тока (ICS) и система расходуемого анода.

• Система подаваемого тока (ICS)

Система с подаваемым током использует внешний источник питания для подачи постоянного электрического тока, что помогает защитить металлические конструкции от коррозии. Выпрямитель вырабатывает постоянный ток, который проходит через инертные аноды, расположенные вблизи защищаемого металла. Этот процесс обращает электрохимические реакции, фактически превращая металл в катод и снижая скорость коррозии.

Этот метод часто используется для трубопроводов, резервуаров для хранения и морских судов, особенно в зонах с высоким риском коррозии. Регулярный мониторинг необходим для обеспечения адекватного уровня тока и надлежащего функционирования анодов.

• Система жертвенных анодов

Система жертвенных анодов защищает металлические конструкции, прикрепляя к ним более химически активный металл, например, цинк или магний. Этот жертвенный анод корродирует преимущественно, обеспечивая защиту основного металла. Идея заключается в том, что анод корродирует первым, предотвращая повреждение защищаемой конструкции.

Они широко используются в морской технике, включая лодки и корабли, подземные трубопроводы и резервуары. Они обеспечивают эффективную и экономичную стратегию защиты от коррозии. Однако важно регулярно проводить осмотры и заменять жертвенные аноды по мере необходимости, поскольку со временем они постепенно изнашиваются.

Контроль условий окружающей среды

Контроль условий окружающей среды имеет решающее значение для замедления электрохимической коррозии. Одним из эффективных подходов является регулирование температуры и влажности окружающей среды. Снижение влажности может значительно уменьшить воздействие влаги, являющейся ключевым фактором коррозии.

Кроме того, использование герметиков вокруг стыков и соединений может создать защитный барьер. Эти герметики предотвращают проникновение влаги и помогают защитить чувствительные компоненты от воздействия коррозионных веществ.

Регулярные осмотры необходимы для эффективной борьбы с коррозией. Регулярные проверки позволяют выявлять признаки коррозии на ранней стадии, что позволяет оперативно устранять проблемы и предотвращать серьёзные повреждения.

Используйте ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии — это вещества, которые можно вводить в окружающую среду для снижения скорости коррозии. Например, в системах водяного охлаждения специальные ингибиторы могут добавляться для создания защитного слоя на металлических поверхностях. Этот слой минимизирует реакционную способность металла и значительно замедляет процесс коррозии, увеличивая срок службы оборудования.

Виды стали, требующие защиты от гальванической коррозии

Оцинкованная сталь: В сочетании с более благородными металлами, такими как медь или нержавеющая сталь, цинковое покрытие на оцинкованной стали может быстрее подвергаться коррозии.

Углеродистая сталь: Углеродистая сталь легко подвергается коррозии при контакте с нержавеющей сталью или медью, особенно во влажных или токопроводящих условиях.

Низколегированная сталь: Этот тип стали также подвержен более быстрой коррозии в сочетании с такими металлами, как алюминий, медь или нержавеющая сталь.

Нержавеющая сталь: Хотя, как правило, они устойчивы к коррозии, некоторые марки, например, нержавеющая сталь 304, могут корродировать при контакте с углеродистой сталью во влажной или соленой среде.

Чугун: Чугун может страдать от электрохимической коррозии при контакте с такими металлами, как нержавеющая сталь или медь, особенно во влажных или морских условиях.

Горячеоцинкованная сталь лучше противостоит электрохимической коррозии

Горячеоцинкованная сталь также может подвергаться электрохимической коррозии, но имеет более толстый слой цинка для защиты. Эта дополнительная толщина делает её более эффективной, чем другие методы гальванизации, в средах с низкой и средней степенью коррозии. Если требуется более надёжная защита, рекомендуется использовать диэлектрические фитинги или наносить дополнительные покрытия.

Steel Pro Group изделия из горячеоцинкованной стали Имеют толстое и равномерное цинковое покрытие, обеспечивающее превосходную защиту от электрохимической коррозии. Мы предлагаем настраиваемые параметры для толщины покрытия и дополнительных обработок в зависимости от конкретных потребностей вашего проекта.

Благодаря строгому контролю над процессом цинкования компания Steel Pro гарантирует, что ваши материалы будут изготовлены в соответствии с вашим проектом на долгие годы.