Катодная защита стали от коррозии

Работа № 30. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА СТАЛИ ОТ КОРРОЗИИ [c.198]

Рис. 75. Схема установки для исследования катодной защиты стали от коррозии

За некоторым исключением, катодная защита стали от коррозии в результате [c.424]

Под влиянием заземлителей, непосредственно подключенных к трубопроводу, требуемый ток для катодной защиты трубопровода от коррозии увеличивается. Однако поскольку оцинкованная сталь имеет сравнительно отрицательный потенциал, дополнительно требующийся ток невелик. [c.444]

Широкое применение в технике защиты стали от коррозии имеют металлопокрытия, полученные электролитическим методом, — анодные и катодные. Потенциал защитного металла анодного покрытия (цинк, кадмий) более электроотрицателен, чем потенциал основного металла (стали). В этом случае сталь защищается от коррозии не только механически, но и электрохимически, так как, являясь анодом, покрытие корродирует и катодно поляризует открытые участки стали. Потенциал катодных покрытий (свинец, олово, никель и др.) более положительный, чем потенциал стали, следовательно, сталь разрушаться не будет только до тех пор, пока защитный слой остается сплошным, так как катодное покрытие защищает основаой металл только механически. [c.171]

Цель работы — исследование эффективности катодной электрохимической защиты стали от коррозии в нейтральном электролите с помощью анодного протектора и количественных показателей работы анодного протектора. Работа состоит в определении убыли мас- [c.247]

Как правило, все современные подземные трубопроводы и резервуары предохраняют от коррозии с помощью катодной защиты в сочетании с армированными покрытиями на основе каменноугольной смолы. При этом достигается эффективная и экономически целесообразная защита стали от коррозии во всех грунтах в течение времени, на протяжении которого осуществляется катодная защита. [c.148]

Козлов Е. Н., Антропов Л. И. Использование ингибиторов кислотной коррозии для защиты стали от наводороживания при катодной поляризации в серной кислоте.— В кн. Коррозия и защита металлов. Калининград, 1978, № 4, с. 49—56. [c.175]

Основное применение цинковая пыль находит при изготовлении протекторных грунтовок (на основе синтетических смол, водных растворов силикатов или водно-дисперсных пленкообразующих веществ), применяемых для катодной защиты железа и стали от коррозии. Содержание цинковой пыли в таких грунтовках составляет 95—97% (масс.). [c.67]

В настоящее время не существует надежных способов защиты нелегированных хромистых сталей от коррозии в условиях полного погружения. Пассивная пленка не сохраняется даже в быстром потоке. Применение катодной защиты при плотностях тока, необходимых для поляризации, сопровождается выделением водорода, вызывающим водородное вспучивание или растрескивание [33]. [c.64]

В большинстве вод в условиях работы запасных баков для горячей воды цинк является анодом по отношению к стали, обеспечивая защиту последней от коррозии в местах повреждения цинкового покрытия. В этих условиях отношение катодных и анодных поверхностей очень мало, что благоприятствует применению катодной защиты. [c.115]

На практике для защиты углеродистой стали от коррозии используются следующие покрытия из катодных материалов—свинец, олово, нержавеющая сталь. Эти материалы должны быть коррозионностойкими в данной среде, а покрытия беспористыми. Для этого следует прибегать к специальному режиму нанесения покрытий (см. выше). [c.167]

Широкое распространение получают цинковые протекторные грунтовки ПС [7]. Грунтовки ПС обладают способностью проводить электрический ток применяются они также для покрытия изделий, подлежащих точечной или электродуговой сварке. Кроме обеспечения хорошей электропроводности, грунтовки ПС надежно предохраняют сталь от коррозии в атмо-сферных условиях, пресной воде и помещениях. Грунтовки ПС обладают также способностью создавать катодную защиту стали в морской воде и в атмосферных условиях. [c.118]

Применение токопроводящих лакокрасочных покрытий дает возможность производить сварку предварительно окрашенных деталей. Окрашивание перед сваркой служит надежной защитой свариваемых металлоконструкций от коррозии, так как, кроме хорошей электропроводности, токопроводящие лакокрасочные покрытия обладают достаточной термостойкостью (незначительно выгорают в процессе сварки), препятствуют образованию окалины и активных солей в зоне сварного шва, а некоторые, кроме того, обладают свойством создавать катодную защиту стали в атмосферных условиях эксплуатации. [c.297]

Использование сосудов, покрытых лаком, еще ие является полной гарантией от сильной коррозии. Полная изоляция оловянной поверхности одновременно сильно уменьшает ингибирующий эффект, вызванный растворяемым оловом, и катодную защиту стали иа обнаженной в порах поверхности. Следовательно, при наличии несплошностей возможно образование перфорации и водородных пузырей, тем более, что лак наносятся на металл перед изготовлением емкостей, и поэтому имеется риск нарушения сплошности лакового покрытия, особенно иа швах, стыках и т.д. Серьезную трудность представляет также выбор лака, нанесение его и выбор необходимого количества слоев. Обычно наносят два слоя лака иа полосу металла, покрытого оловом, из [c.425]

Защитный эффект в отличие от разностного находит большое практическое применение в виде так называемой электрохимической катодной защиты, т. е. уменьшении или полном прекраш,ении электрохимической коррозии металла (например, углеродистой стали) в электролитах (например, в морской воде или грунте) присоединением к нему находящегося в том же электролите более электроотрицательного металла (например, магния, цинка или их сплавов), который при этом растворяется в качестве анода гальванической пары из двух металлов (рис. 198), или катодной поляризацией защищаемого металла от внешнего источника постоянного тока. [c.295]

Для анодной защиты, в отличие от катодной, характерно, 4to скорость коррозии, хоть и мала, однако не падает до нуля. С другой стороны, в агрессивных кислотах необходима значительно более низкая плотность тока, чем при катодной защите, когда она не может быть ниже эквивалентной скорости саморастворения в той же среде. Для нержавеющих сталей защитная плотность тока отвечает довольно высокой скорости коррозии сплавов в активном состоянии. [c.230]

При получении покрытия из расплава в ванну с расплавленным алюминием обычно добавляют кремний, чтобы затруднить образование слоя хрупкого сплава. Полученные из расплава покрытия используют для повышения устойчивости к окислению при умеренных температурах таких изделий, как отопительные устройства и выхлопные трубы автомобилей. Они стойки к действию температуры до 480 °С. При еще более высоких температурах покрытия становятся огнеупорными, но сохраняют защитные свойства вплоть до 680 °С [21]. Использование алюминиевых покрытий для защиты от атмосферной коррозии ограничено вследствие более высокой стоимости по сравнению с цинковыми, а также из-за непостоянства эксплуатационных характеристик. В мягкой воде потенциал алюминия положителен по отношению к стали, поэтому покрытие является коррозионностойким, В морской и некоторых видах пресной воды, особенно содержащих С1" и SO4", потенциал алюминия становится более отрицательным и может произойти перемена полярности пары алюминий—железо. В этих условиях алюминиевое покрытие является протекторным и катодно защищает сталь. Показано, что покрытие из сплава А1—Zn, состоящего из 44 % Zn, 1,5 % Si, остальное — А1, имеет очень высокую стойкость в морской и промышленной атмосферах. Оно защищает также от окисления при повышенных температурах. [c.242]

Це ль работы — исследование эффективности катодной защиты стали от коррозии в нейтральном электролите в зависимости от плотности налагаемого тока. Работа состоит в определении весовых потерь при коррозии в 1%-ном Na l незащищенного и защищенных различной плотностью тока стальных образцов и сопровождается измерением электродных потенциалов испытуемых образцов. [c.198]

Для того чтобы коррозионный процесс оказывал влияние на усталостную прочность, скорость коррозии должна превышать некое минимальное значение. Эти величины удобно определять путем анодной поляризации опытных образцов в деаэрированном 3 % растворе Na l. При этом скорость коррозии рассчитывают по закону Фарадея из плотностей тока и определяют критические значения, ниже которых коррозия уже не влияет на усталостную прочность. (Эти измеренные плотности тока не зависят от общей площади поверхности анода.) Значения минимальных скоростей коррозии при 30 цикл/с для некоторых металлов и сплавов приведены в табл. 7.5. Можно ожидать, что эти значения будут увеличиваться с возрастанием частоты циклов. Для сталей критические скорости коррозии не зависят от содержания углерода, от приложенного напряжения, если оно ниже предела усталости, и от термообработки. Среднее значение 0,58 г/(м сут) оказалось ниже общей скорости коррозии стали в аэрированной воде и 3 % Na l, т. е. 1—10 г/(м -сут). Но при pH = 12 скорость общей коррозии падает ниже критического значения и предел усталости вновь достигает значения, наблюдаемого на воздухе [721. Существование критической скорости коррозии в 3 % Na l объясняет тот факт, что для катодной защиты стали от коррозионной усталости требуется поляризация до —0,49 В, тогда как для защиты от коррозии она составляет —0,53 В. [c.160]

Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) часто является причиной разрушения подземных газопроводов [12—18]. В катодно защищенных трубопроводах КНР начинается на внешней поверхности трубы, чаще всего в местах нарушения покрытий. Вблизи от участка разрушения под нарушенным покрытием обнаруживают раствор карбоната/бикарбоната натрия, а иногда и кристаллы NaH Og. Предполагают, что эта среда наиболее благоприятна для КРН. В большинстве конструкций, где применяется катодная защита стали от общей коррозии, сталь поляризуют до потенциала —0,85 В по отношению к Си/Си504-электроду, что соответствует значению —0,53 В по н. в. э. Катодная защита подземных трубопроводов может приводить к накоплению на поверхности трубы щелочных продуктов, например гидроксида натрия, а также растворов карбоната/бикарбоната натрия [19, 20]. Ионы водорода, катионы Na+ и вода, содержащая растворенный кислород, мигрируют к катодным участкам трубы через поры [c.186]

Предельные концентрации силиката натрия, обеспечивающие защиту стали от коррозии, были определены при изучении кинетики электродных процессов, развивающихся на стали в присутствии КагЗЮз [77]. Опыты проводились путем снятия анодных и катодных поляризационных кривых и кривых заряжения. На рис. 6.5 приведены анодные гальванодинамические кривые для образцов стали, которые предварительно выдерживались в растворе силиката натрия с концентрацией 1000 мг/кг в течение 10 мин (кривая 1), 50 мин (кривая 2) и 19 ч (кривая 3). Кривые снимались с наложением гальвансл татического тока, изменяющегося со скоростью 4 мкА/мин. [c.189]

Значение потенциала, равное -0,85 В, выбрано и используется специалистами в качестве базового для сравнения на том основании, что поляризация стальных конструкций до указанного значения (и = -0,85 В) относительно медно-сульфатного (Си/Си304) электрода и его стабильное поддержание на таком уровне обеспечивают полную защиту стали от коррозии. Этот параметр, эмпирически установленный в 1928 г. и подтвержденный в дальнейшем многолетними наблюдениями, в настоящее время является повсеместно принятым критерием катодной защиты стали. [c.101]

Если ингибитивные свойства свинцовых масляных красок зависят от продуктов распада мыл, а не прямо от пигмента, то можно предположить, что для защиты стали от коррозии в кислой атмосфере промышленных районов масляные краски окажутся более пригодными, чем краски, основанные на синтетических смолах таких типов, которые не могут омыляться. Широкие испытания, проведенные Хадсоном и Фанкуттом и др., подтверждают в основном, что в подземных условиях масляные краски оказываются более стойкими, чем наиболее современные синтетические краски, однако, поскольку первые обычно дают более толстые слои, их большая стойкость может объясняться различно. Однако при сравнении масляных и синтетических красок для морских условий полученные результаты показывают, что первые хуже, поскольку связующее быстро размягчается или растворяется щелочью, которая является продуктом катодной реакции при коррозии в соленой воде. [c.505]

Сходным образом небольшие количества оксида мышьяка ускоряют коррозию стали в кислотах (например, в HjSO ), возможно, благодаря формированию арсенидов. А будучи добавленным в больших количествах (jw 0,05 % в 72 % HjSOJ, оксид мышьяка становится эффективным ингибитором коррозии, вероятно, вследствие того, что элементарный мышьяк, имеющий высокое водородное перенапряжение, осаждается на катодных участках. Соли олова имеют аналогичный ингибирующий эффект и используются для защиты стали от разрушения травильными кислотами при удалении окалины. — Примеч. авт. [c.58]

Следовательно, железо, имеющее в морской воде коррозионный потенциал около —0,4 В, непригодно для использования в качестве протектора для катодно защищаемого алюминия, в отличие от цинка, который имеет более подходящий коррозионный потенциал, близкий —0,8 В. Для нержавеющей стали 18-8 критический потенциал в 3 % растворе Na l равен 0,21 В, для никеля — около 0,23 В. Следовательно, контакт этих металлов с имеющими соответствующую площадь электродами из железа или цинка может обеспечить им в морской воде эффективную катодную защиту, предупреждающую питтинговую коррозию. Элементы создаваемых конструкций (например, кораблей и шельфовых нефтедобывающих платформ) иногда специально проектируют таким образом, чтобы можно было успешно использовать гальванические пары такого рода. [c.227]

Некоторые специалисты выразили скептическое отношение к результатам этих исследований. Еще в 1935 г. в одной из работ Американского института нефти в Лос-Анжелесе утверждалось, что токи от цинковых анодов (протекторов) на сравнительно большом расстоянии уже не могут защитить трубопровод и что защита от химического воздействия (например кислот) вообще невозможна. Поскольку в США вплоть до начала текущего столетия трубопроводы нередко прокладывали без изоляционных покрытий, катодная защита для них была сравнительно дорогостоящей и для ее осуществления требовались значительные токи. Поэтому естественно, что хотя в США в начале 1930-х гг. и защищали трубопроводы длиной около 300 км цинковыми протекторами защита катодными установками (катодная защита током от постороннего источника) обеспечивалась только на трубопроводах протяженностью до 120 км. Сюда относятся трубопроводы в Хьюстоне (штат Техас) и в Мемфисе (штат Теннесси), для которых Кун применил катодную защиту в 1931—1934 гг. Весной 1954 г. И. Денисон получил от Ассоциации инженеров коррозионистов премию Уитни. При этом открытие Куна стало известным вторично, потому что Денисон заявил На первой конференции по борьбе с коррозией в 1929 г. Кун описал, каким образом он с применением выпрямителя снизил потенциал трубопровода до — 0,85 В по отношению к насыщенному медносульфатному электроду. Мне нет нужды упоминать, что эта величина является решающим критерием выбора потенциала для катодной защиты и используется теперь во всем мире . [c.37]

В книге содержатся теоретические и инженерные сведения об исполь зовании искусственно наведенной пассивности в практике защиты металлов от коррозии. Изложены общие представления об анодной защите металлов, коррозионно-электрохимическом поведении углеродистой и нержавеющих сталей, титана и анодной защите их в различных электропроводящих средах. Большое внимание уделено аппаратурному оформлению метода като дам, электродам сравнения, средствам регулирования и контроля потенциала, автоматическим системам. Описан новый вариаит защиты — анодная защита с дополнительным катодным протектором. Приведены примеры промышленного применения анодной защиты, показаны эффективность и экономичность этого вида зашиты. [c.2]

При защите металлов от коррозии наиболее эффективен метод, который тормозит основную контролирующую стадию данного электрохимического процесса, т. е. когда основной фактор защиты данного метода совпадает с контролирующим фактором данного коррозионного процесса. При одновременном применении нескольких методов защиты металла от коррозии, как привило, легче достичь более полной защиты, если все эти методы действуют преимущественно на основную контролирующую стадию электрохимического коррозионного процесса. Например, при уменьшении коррозии металла добавлением анодных ингибиторов (пассиваторов) усиление эффекта защиты достигается также введением катодных присадок в сплав или дополнительной анодной поляризацией, т. е. рядом методов, тормозящих анодный процесс. Наоборот, одновременное применение нескольких методов, действующих на различные контролирующие стадии электрохимической коррозии, будет, как правило, менее эффективным, а иногда и вредным. Например, если ограничение коррозии металла достигнуто методами, тормозящими анодный процесс (легирование стали хромом, добавкой окислителей или анодных ингибиторов в раствор), то нерационально одновременно применять методы, тормозящие катодный процесс (устранение катодных включений в сплаве, уменьше- [c.48]

Процесс коррозионной усталости в электролитах является механо-электрохимическим. Поэтому можно использовать электрохимическую защиту. Так, при наложении катодной поляризации при испытании низкоуглеродистой стали на коррозионную усталость в 3 /о-ной Na i наблюдалась полная защита стали от общей коррозии и повышение предела усталости до значений, близких к пределу усталости на воздухе [7, с. 263]. Использование цинкового протектора или анодных металлических покрытий (Zn, d) позволяет также значительно повысить предел коррозионной усталости канатной проволоки в морской воде. Катодные металлические покрытия (Sn, РЬ, Си и др.) достаточно эффективны только в случае их сплошности. [c.118]

Катодные покрытия, наносимые электрическим хромированием, никелированием и меднением, зан1.ищая сталь от коррозии только механически—изоляцией от непосредственного соприкосновения с коррозионной средой—и имеющие значительные по величине остаточные растяги-ваи>щие напряжения, не могут самостоятельно применяться для защиты ИА) [c.100]

Лучшим пигментом для грунта по стали является свинцовый сурик, применяемый при грунтовке подводных частей судов и портовых сооружений, железнодорожных мостов и т. п. Не-дефицитным и недорогим пигментом для грунтовки стали является железный сурик. В грунтовочном материале для алюминиевых и магниевых сплавов пигментом является цинковый крон при грунтовке цинка и оцинкованного железа применяют окись цинка. Алюминиевый порошок, затертый на масляном лаке, относится к хорошим грунтовочным материалам для меди. При покрытии нитролаками (нитроэмалями) грунтом служит масляный лак и смесь пигментов. В последнее время широко применяют цинковые — протекторные грунты, надежно предохраняюшие сталь от коррозии в атмосферных условиях, пресной воде и в закрытых помещениях. Эти грунты создают катодную защиту стали в морской воде. Такой грунт состоит из эмульсионного полистирола, растворенного в ксилоле и скипидаре, и цинкового порошка. [c.265]

Широкое применение получают цинковые протекторные грунты ПС, которые обладают способностью проводить электрический ток. Применяют эти грунты для покрытия изделий, подлежащих точечной или электродуговой сварке. Грунты ПС надежно предохраняют сталь от-коррозии в атмосферных условиях, пресной воде и в помещениях. Кроме того, они обладают способностью создавать катодную защиту стали в морской воде. Согласно лабораторным испытаниям грунт ПС в 15раз более стоек (по отношению к действию 3%-ного раствора МаС1), чем грунт № 138 и в 2—3 раза, чем свинцово-суричный грунт на олифе. [c.48]

Оловянное покрытие, такимобразом, обеспечивает защиту стали от локального разрушения и перфорации. Наиболее серьезным результатом коррозии внутри банки является однако не перфорация, а образование водородных пузырей выделяющийся водород является причиной повышения давления в банке и, хотя нет опасности для жизни, трудно отличить это явление от аналогичного, которое может быть результатом разложения продукта, содержащегося в банке. Пока покрытие в основном не нарушено, скорость, коррозии и выделение водорода вообще низки, катодная поверхность сильно ограничена. Вследствие этого для многих продуктов, которые упаковываются в нелакированные банки и для некоторых продуктов, хранящихся в лакированных банках, время, требуемое для образования водорода в количестве, необходимом для получения пузыря, зависит, по-существу, от толщины оловянного покрытия. Однако, несколько большая открытая поверхность, чем поверхность исходных пор, может привести к резкому увеличению скорости коррозии. Природа стали определяет, как велико будет это увеличение. Ранние работы Мориса и Браяна указали на явно выраженные различия в свойствах стали эти данные появились вслед за ценными исследованиями Хора и др. Статистический анализ результатов испытания большого числа непокрытых сталей в цитратном буферном растворе показал, что низкая скорость коррозии была связана с высоким содержанием меди и низким содержанием серы или фосфора корреляция в содержании серы и фосфора не позволяет сделать ясного различия, но рассмотрение возможного меха- [c.590]

В 1824 г. Хэмфри Дэви [2], основываясь на данных лабораторных исследований в соленой воде, сообщил, что медь можно успешно защитить от коррозии, если обеспечить ее контакт с железом или цинком. Он предложил осуществлять катодную защиту медной обшивки кораблей с использованием прикрепленных к корпусу жертвенных железных блоков при соотношении поверхностей железа и меди I 100. При практической проверке скорость коррозии, как и предсказывал Дэви, заметно уменьшилась. Однако катодно защищенная медь обрастала морскими организмами в отличие от незащищенной меди, которая образует в воде ионы меди в концентрации, достаточной для уничтожения этих организмов (см. разд. 5.6.1). Так как обрастание корпуса уменьшает скорость судна во время плавания. Британское Адмиралтейство отвергло эту идею. После смерти X. Дэви в 1829 г. его двоюродный брат Эдмунд Дэви- (профессор химии Королевского Дублинского университета) успешно защищал железные части буев с помощью цинковых брусков, а Роберт Маллет в 1840 г. специально изготовил цинковый сплав, пригодный для использования в качестве жертвенных анодов. Когда деревянные корпуса судов были вытеснены стальными, установка цинковых пластин стала традиционной для всех кораблей Адмиралтейства . Эти пластины обеспечивали местную защиту, особенно от усиленной коррозии, вызванной контактом с бронзовым гребным валом. Однако возможность общей катодной защиты морских судов не изучалась примерно до 1950 г., когда этим занялись в канадском военно-морском флоте [3]. Было показано, что при правильном применении препятствующих йбрастанию красок и в сочетании с противокоррозионными красками катодная защита кораблей возможна и заметно снижает эксплуатационные расходы. Катодно защищенные, а следовательно, гладкие корпуса уменьшают также расход топлива при движении кораблей. [c.216]

Примером катодной защиты может служить покрытие, получаемое погружением стального листа в расплав цинка горячее цинкование) (см. разд. 13.3.3). Этот метод впервые запатентован во Франции в 1836 г. и в Англии в 1837 г. [4]. Однако имеются упоминания, что во Франции цинковые покрытия наносили на сталь еще в, 1742 г. [5]. Наложение электрического тока впервые было применено для защиты подземных сооружений в Англии и США в 1910—19J2 гг. [4]. С тех пор использование катодной защиты в этой области быстро распространялось, и в настоящее время этим методом эффективно защишают от коррозии тысячи километров подземных трубопроводов и кабелей. Катодную за- [c.216]

Чистый алюминий мягок и непрочен. Легируют его в основном для повышения прочности. Для того чтобы можно было воспользоваться высокой коррозионной стойкостью чистого алюминия, высокопрочные сплавы покрывают слоем чистого алюминия или более коррозионностойкого сплава (например, сплава Мп—А1 с 1 % Мп), который более электроотрицателен в ряду напряжений, чем основной металл. Наружный слой называют плакирующим, а сам двухслойный металл — алькледом. Плакирующий металл катодно заш,ищает основу, выполняя функцию протекторного покрытия. Его действие аналогично действию цинкового покрытия на стали. Помимо катодной защиты от питтинга покрытие из менее благородного металла защищает также от межкри-сталлитной коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Это особенно важно, когда основной высокопрочный сплав приобретает склонность к этим видам коррозии в процессе производства или при случайном нагреве до высокой температуры. [c.342]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...