Korrosjonsforebygging for metaller
Det er mange måter å bremse eller forhindre det på
Nigel Treblin/Getty Images News/Getty Images
I praktisk talt alle situasjoner, metallkorrosjon kan styres, bremses eller til og med stoppes ved å bruke de riktige teknikkene. Korrosjonsforebygging kan ha en rekke former avhengig av omstendighetene metall blir korrodert. Korrosjonsforebyggende teknikker kan generelt klassifiseres i 6 grupper:
Miljøendring
Korrosjon er forårsaket av kjemiske interaksjoner mellom metall og gasser i det omkringliggende miljøet. Ved å fjerne metallet fra, eller endre, type miljø, kan metallforringelse umiddelbart reduseres.
Dette kan være så enkelt som å begrense kontakt med regn eller sjøvann ved å lagre metallmaterialer innendørs, eller det kan være i form av direkte manipulering av miljøet som påvirker metallet.
Metoder for å redusere svovel-, klorid- eller oksygeninnholdet i det omkringliggende miljøet kan begrense hastigheten på metallkorrosjon. For eksempel kan fødevann til vannkjeler behandles med myknere eller andre kjemiske medier for å justere hardhet, alkalitet eller oksygeninnhold for å redusere korrosjon på innsiden av enheten.
Metallvalg og overflateforhold
Ingen metaller er immune mot korrosjon i alle miljøer, men gjennom overvåking og forståelse av miljøforholdene som er årsaken til korrosjon, kan endringer i typen metall som brukes også føre til betydelige reduksjoner i korrosjon.
Data for metallkorrosjonsmotstand kan brukes i kombinasjon med informasjon om miljøforholdene for å ta beslutninger om egnetheten til hvert metall.
Utviklingen av nye legeringer, designet for å beskytte mot korrosjon i spesifikke miljøer, er konstant under produksjon. Hastelloy nikkellegeringer, Nirosta-stål og Timetal titanlegeringer er alle eksempler på legeringer designet for korrosjonsforebygging.
Overvåking av overflateforhold er også kritisk for å beskytte mot metallforringelse fra korrosjon. Sprekker, sprekker eller asperous overflater, enten det er et resultat av driftskrav, slitasje eller produksjonsfeil, kan alle resultere i høyere korrosjonshastighet.
Riktig overvåking og eliminering av unødvendig sårbare overflateforhold, sammen med å ta skritt for å sikre at systemene er utformet for å unngå reaktive metallkombinasjoner og at korrosive midler ikke brukes til rengjøring eller vedlikehold av metalldeler er også en del av et effektivt korrosjonsreduksjonsprogram .
Katodisk beskyttelse
Galvanisk korrosjon oppstår når to forskjellige metaller er plassert sammen i en korrosiv elektrolytt.
Dette er et vanlig problem for metaller nedsenket sammen i sjøvann, men kan også oppstå når to forskjellige metaller er nedsenket i umiddelbar nærhet i fuktig jord. Av disse grunner angriper galvanisk korrosjon ofte skipsskrog, offshorerigger og olje- og gassrørledninger.
Katodisk beskyttelse fungerer ved å konvertere uønskede anodiske (aktive) steder på et metalls overflate til katodiske (passive) steder gjennom påføring av en motstrøm. Denne motsatte strømmen tilfører frie elektroner og tvinger lokale anoder til å polariseres til potensialet til de lokale katodene.
Katodisk beskyttelse kan ha to former. Den første er introduksjonen av galvaniske anoder. Denne metoden, kjent som et offersystem, bruker metallanoder, introdusert til det elektrolytiske miljøet, for å ofre seg selv (korrodere) for å beskytte katoden.
Mens metallet som trenger beskyttelse kan variere, er offeranoder vanligvis laget av sink, aluminium eller magnesium, metaller som har det mest negative elektropotensialet. Den galvaniske serien gir en sammenligning av det forskjellige elektropotensialet - eller edelen - til metaller og legeringer.
I et offersystem beveger metallioner seg fra anoden til katoden, noe som fører til at anoden korroderer raskere enn den ellers ville gjort. Som et resultat må anoden skiftes regelmessig.
Den andre metoden for katodisk beskyttelse omtales som imponert strømbeskyttelse. Denne metoden, som ofte brukes for å beskytte nedgravde rørledninger og skipsskrog, krever at en alternativ kilde til elektrisk likestrøm tilføres elektrolytten.
Den negative terminalen til strømkilden er koblet til metallet, mens den positive terminalen er festet til en hjelpeanode, som legges til for å fullføre den elektriske kretsen. I motsetning til et galvanisk (offer) anodesystem, i et imponert strømbeskyttelsessystem, ofres ikke hjelpeanoden.
Inhibitorer
Korrosjonsinhibitorer er kjemikalier som reagerer med metallets overflate eller miljøgassene og forårsaker korrosjon, og dermed avbryter den kjemiske reaksjonen som forårsaker korrosjon.
Inhibitorer kan virke ved å adsorbere seg selv på metallets overflate og danne en beskyttende film. Disse kjemikaliene kan påføres som en løsning eller som et beskyttende belegg via dispersjonsteknikker.
Inhibitorens prosess for å bremse korrosjon avhenger av:
- Endring av anodisk eller katodisk polarisasjonsadferd
- Reduserer diffusjonen av ioner til metallets overflate
- Øke den elektriske motstanden til metallets overflate
Viktige sluttbruksindustrier for korrosjonsinhibitorer er petroleumsraffinering, olje- og gassleting, kjemisk produksjon og vannbehandlingsanlegg. Fordelen med korrosjonsinhibitorer er at de kan påføres in situ på metaller som en korrigerende handling for å motvirke uventet korrosjon.
Belegg
Maling og andre organiske belegg brukes for å beskytte metaller mot den nedbrytende effekten av miljøgasser. Belegg er gruppert etter typen polymer som brukes. Vanlige organiske belegg inkluderer:
- Alkyd- og epoksyesterbelegg som, når lufttørking, fremmer tverrbindingsoksidasjon
- Todelt uretanbelegg
- Strålingsherdbare belegg av både akryl og epoksypolymer
- Vinyl, akryl eller styren polymer kombinasjon av lateks belegg
- Vannløselige belegg
- Høyfaste belegg
- Pulverlakker
Plating
Metalliske belegg, eller plating, kan påføres for å hindre korrosjon samt gi estetiske, dekorative finisher. Det er fire vanlige typer metallbelegg: