обстеження ЕХЗ
Електрохімічний захист металів від корозії. заснована на залежності швидкості корозії від електродного потенціалу металу. В принципі, метал або сплав повинен експлуатуватися в тій області потенціалів, де швидкість його анодного розчинення менше деякого конструктивно допустиму межу, який визначають, виходячи з терміну служби обладнання або допустимого рівня забруднення технологічного середовища продуктами корозії. Крім того, повинна бути мала ймовірність локальних корозійних пошкоджень. Це так звана потенціостатичному захист.
До власне електрохімічного захисту відносять катодний захист, при якій потенціал металу спеціально зрушують з області активного розчинення в більш негативну область щодо потенціалу корозії, і анодний захист, при якій електродний потенціал зрушують в позитивну область до таких значень, коли на поверхні металу утворюються пассивирующие шари.
Катодний захист. Зрушення потенціалу металу може бути здійснений за допомогою зовнішнього джерела постійного струму (станції катодного захисту) або з'єднанням з іншим металом, більш електронегативний за своїм електродному потенціалу (так званий протекторний анод). При цьому поверхня захищається зразка (деталі конструкції) стає еквіпотенційної і на всіх її ділянках протікають тільки катодні процеси, а анодні, що зумовлюють корозію, перенесені на допоміжні електроди. Якщо, проте, зрушення потенціалу в негативну сторону перевищить певне значення, можлива так звана перезахист, пов'язана з виділенням водню, зміною складу приелектродному шару та іншими явищами, що може привести до прискорення корозії. Катодний захист, як правило, поєднують з нанесенням захисних покриттів; необхідно враховувати можливість відшаровування покриття.
Катодний захист широко застосовують для захисту від морської корозії. Цивільні судна захищають за допомогою А1, Mg- або Zn-протекторних анодів, які розміщують уздовж корпусу і поблизу гвинтів і рулів. Станції катодного захисту використовують в тих випадках, коли потрібно відключення захисту для усунення електричного поля корабля, при цьому потенціал зазвичай контролюють похлорсеребряним електродів порівняння (х. С. Е. - хлоросрібні електроди порівняння). Критерієм достатності захисту є значення потенціалу -0,75 В по х. с. е. або зрушення від потенціалу корозії, що становить 0,3 В (на практиці зазвичай 0,05-0,2 В). Існують автоматичні станції катодного захисту, розташовані на судні або на березі (при стоянці або ремонті). Аноди зазвичай виготовлені з платинованого титану, лінійної або круглої форми, з околоаноднимі непроводящими екранами для поліпшення розподілу потенціалу і щільності струму уздовж корпусу судна. Конструкція анодів забезпечує їх захист від механічних пошкоджень (наприклад, в льодових умовах).
Особливо важливим є використання катодного захисту для стаціонарних нефтегазопромислових споруд, трубопроводів і сховищ до них на континентальному шельфі. Подібні споруди не можуть бути введені в сухий док для відновлення захисного покриття, тому електрохімічний захист є основним методом запобігання корозії. Морська нафтопромислового вишка, як правило, забезпечена в своїй підводної частини протекторними анодами (на одну вишку доводиться до 10т і більше протекторних сплавів).
Широко поширена катодний захист підземних споруд. Практично всі магістральні та міські трубопроводи, кабелі, підземні сховища і свердловини, особливо в засолених грунтах, забезпечені пристроями для катодного захисту в поєднанні з захисними покриттями. Як правило, електрохімічний захист здійснюється від станцій катодного захисту, протекторні аноди застосовують лише при відсутності джерел струму. Потенціал споруди контролюють по сульфатно-мідним електродів порівняння; ток катодного захисту періодично регулюють, виходячи з потенціалу захисту в різних точках споруди. У міру руйнування захисного покриття ток захисту збільшують. Протекторні аноди можуть бути виготовлені з железокремніевих сплавів або графітопластов, забезпечуються околоанодной засипанням (кокс, вугілля) для зниження загального опору розтікання струму з анода в землю. У міру віддалення анода від захищається споруди збільшують необхідну напругу захисту (зазвичай до 48 В, для сильно віддалених анодів до 200 В), при цьому поліпшується розподіл захисного струму. Для захисту розгалужених міських мереж або для спільного захисту декількох споруд застосовують глибинні аноди, розташовані під землею на глибині 50-150 м.
Важливе значення має електрохімічний захист підземних споруд в поле блукаючих струмів, основна причина виникнення таких струмів - робота електротранспорту, рідше - заземлення електрообладнання. Боротьба з корозією в цих умовах зводиться до контролю потенціалу та встановлення дренажних пристроїв, що забезпечують електричне з'єднання джерел струмів витоку з захищається спорудою. Використовують автоматичні дренажні пристрої з включенням і вимиканням відповідно до значення захисного потенціалу. Такі дренажні пристрої забезпечують надійний захист незалежно від зміни знака потенціалу на захищається.
Катодний захист сталевої арматури в залізобетоні застосовують для паль, фундаментів, дорожніх споруд (в тому числі горизонтальних покриттів) і будівель. Арматура, зварена, як правило, в єдину електричну систему, кородує при проникненні в бетон вологи і хлоридів. Останні можуть потрапляти в результаті впливу морської води або використання солей-обмерзанню дорожніх споруд, застосування хлоридів для прискорення твердіння бетону. Дуже ефективною санація бетону старих будівель з установкою катодного захисту. При цьому встановлюють первинні аноди з кременистого чавуну, платинованим титану або ніобію рафіта, титану з металооксидних покриттям, які забезпечують підведення струму до вторинних (розподільчими) анодам (титанової сітці з металооксидних покриттям або електропровідним неметаллическим покриттям, титановому стрижня з покриттям), розташованим вздовж всієї поверхні споруди і закритим зверху щодо тонким шаром бетону. Потенціал арматури регулюють, змінюючи зовн. струм.
Розробляються способи катодного захисту кузовів транспортної техніки (автомобілів). Протекторні аноди використовують для захисту окремих декоративних елементів кузова, при цьому електронні пристрої забезпечують постійний або імпульсний струм; аноди, які наклеюють на кузов, виготовляють з електропровідного полімеру (наприклад, графітопласта, вуглепластика) або нержавіючої сталі. Для збільшення зони дії захисту необхідно розміщувати аноди в найбільш коррозіонноопасних точках або використовувати електропровідну забарвлення.
Анодна захист застосовується в хім. і суміжних з нею галузях промисловості в принципово інших умовах, ніж катодний захист; обидва типи електрохімічного захисту в агресивних середовищах доповнюють один одного. Метал конструкції або споруди повинен мати область пасивності з досить низькою швидкістю розчинення, яка лімітується не тільки руйнуванням металу, але і можливим забрудненням середовища. Широко застосовують анодний захист для обладнання, що працює в сірчаної кислоти, середовищах на її основі, водних розчинах аміаку і мінер, добрив, фосфорної кислоти, в целюлозно-паперовій промисловості та ряді окремих виробництв (наприклад, роданида натрію). Особливо важлива анодная захист теплообмінного обладнання з легуючих сталей у виробництві сірчаної кислоти; захист холодильників з боку кислоти дозволяє підвищити робочу температуру, інтенсифікувати теплообмін, підвищити експлуатаційну надійність. Регулювання потенціалу металу здійснюють автоматичними станціями анодної захисту (регуляторами потенціалу), що працюють з контролем потенціалу та керуючим сигналом від електрода порівняння. Допоміжні електроди виготовляють з високолегованих сталей, кременистого чавуну, платинованим латуні (бронзи) або міді. Електроди порівняння - виносні і заглибні, близькі за складом до аніоном складу агресивного середовища (сульфатно-ртутні, сульфатно-мідні і т. П.). Можуть бути використані будь-які електроди, що мають в даному середовищі будь-якої стійкий потенціал, наприклад потенціал корозії (електроди з чистого цинку) або потенціал електрохімічної реакції (осадження покриття, виділення хлору або кисню). Зона дії захисних потенціалів залежить від області оптимізованої запассівірованності металу і змінюється від декількох В (титанові сплави) до декількох десятків мВ (нержавіючі стали при підвищених температурах).
Анодна захист ванн для хімічного осадження покриттів забезпечує захист ванни від корозії і випадкових осаджень покриття на стінки ванни. Можливе виникнення вторинної пасивної області потенціалів, розташованих позитивніше області піттінгообразованія, що забезпечує анодний захист від виразкової корозії. Для стабілізації систем захисту застосовують протекторні катоди з високим позитивним потенціалом (графітопластовие електроди), поляризація створюється за допомогою оксидних електродів або кисневих електродів, що використовуються в паливних елементах.
В електрохімічних виробництвах для захисту обладнання від струмів витоку по електроліту встановлюють додаткові електроди, що усувають протікання струму через поверхню, що захищається.
Літ. Красноярський В. В. Електрохімічний метод захисту металів від корозії, М. 1961; Фрейман Л.І. Макаров В.А. Бриксін Е. І. потенціостатичні методи в корозійних дослідженнях і електрохімічного захисту, Л. 1972; Люблінський Е. Я. Протекторна зашита морських суден і споруд від корозії, Л. 1979; Кузуб B. C. Анодна захист технологічного обладнання, М. 1989.