Причины электрохимической коррозии и способы защиты металла

Особенности электрохимической антикоррозионной защиты кузова автомобиля и подземных трубопроводов, видео и советы по защите металлоконструкций

1 Суть антикоррозионной электрохимической защиты

Любая конструкция из металла с течением времени начинает разрушаться в результате коррозионного воздействия. По этой причине металлические поверхности перед эксплуатацией в обязательном порядке покрывают специальными составами, состоящими из различных неорганических и органических элементов. Такие материалы в течение определенного периода надежно предохраняют металл от окисления (ржавления). Но через некоторое время их необходимо обновлять (наносить новые составы).

Фото разрушения металлической конструкции от коррозионного воздействия, build-chemi.ru

Тогда, когда защитный слой не удается возобновить, защита от коррозии трубопроводов, кузова автомобиля и других конструкций выполняется при помощи электрохимической методики. Она незаменима для предохранения от ржавления резервуаров и емкостей, работающих под землей, днищ морских кораблей, разнообразных подземных коммуникаций, когда потенциал коррозии (ее называют свободной) находится в зоне перепассивации основного металла изделия или активного его растворения.

Суть электрохимической защиты заключается в том, что к конструкции из металла подключают извне постоянный электроток, который формирует на поверхности металлоконструкции поляризацию катодного типа электродов микрогальванопар. В итоге на металлической поверхности наблюдается преобразование анодных областей в катодные. После такого превращения негативное влияние среды воспринимает анод, а не сам материал, из которого изготовлено защищаемое изделие.

На фото - способы электрохимической защиты металла, myshared.ru

Электрохимическая защита может быть либо катодной, либо анодной. При катодной потенциал металла смещается в отрицательную сторону, при анодной – в положительную.

Суть катодной защиты

Главным врагом автомобиля, ограничивающим срок его службы, становятся вовсе не механические поломки, а общее ржавление металлического корпуса. Процесс коррозии железа, из которого сделана машина, невозможно свести к какой-то единичной химической реакции.

Напыляемая звукоизоляция коррозии

Напыляемая звукоизоляция коррозии

Разрушение металла, превращение его в безобразные рыжие пятна ржавчины, происходит в результате сочетания разнообразных факторов:

  • особенности климата, в котором эксплуатируется автомобиль;
  • химический состав воздуха, водяного пара и даже почв в районе (влияют на свойства дорожной грязи);
  • качество материала кузова, наличие ударов и повреждений, проведенные ремонты, используемые защитные покрытия и десятки иных причин.

В самых общих чертах суть процессов коррозии машины можно объяснить таким образом.

Понятие электрохимической защиты

Электрохимическая защита оборудования и сооружений из металлов — комплекс мероприятий, предпринимаемых с целью предотвращения коррозионных процессов, поддержания работоспособности защищаемых объектов в период эксплуатации. Основной результат от использования средств ЭХЗ — охрана инженерных коммуникаций от воздействия коррозии, влекущей огромные экономические потери из-за преждевременного износа оборудования.

Суть ЭХЗ состоит в управлении токами коррозии, всегда образующимися при контакте металлоконструкции и электролита. Посредством электрохимзащиты анодная разрушающаяся зона переходит с защищаемого объекта на анодное заземление или стороннее изделие из более активного металла. В результате смещения электродного потенциала металла распространение коррозии останавливается.

Главное при устройстве электрохимзащиты — обеспечить обязательный контакт защищаемого сооружения и внешнего анода с помощью металлического кабеля или контакта и электролита. Электрическая цепь, в которую входит защищаемый объект, кабель ЭХЗ, анод и электролит, должна замкнуться — в противном случае защитного тока в системе не возникнет.

Что такое коррозия железа

Всякий металл по структуре представляет собой кристаллическую решетку из положительно заряженных атомов и общего электронного облака, окружающего их. В пограничном слое электроны, обладающие энергией теплового движения, вылетают из решетки, но тут же притягиваются обратно положительным потенциалом поверхности, которую покинули.

Коррозия кузова автомобиля

Коррозия кузова автомобиля

Картина меняется, если металлическая поверхность контактирует со средой, способной переносить электроны, – электролитом. В этом случае покинувший кристаллическую решетку электрон продолжает движение во внешней среде и больше не возвращается. Для этого на него должна действовать некая сила – разность потенциалов, которая появляется, если электролит связывает проводимостью два разных металла с различными свойствами. От его величины зависит, какой из двух металлов станет терять электроны, являясь положительным электродом (анодом), а какой – принимать (катодом).

Возможности предотвратить коррозию

Вокруг способов защитить свою машину от ржавчины в водительском сообществе есть много народных мифов. В реальности возможны два пути:

  • Оградить поверхность металла кузова от контакта с электролитами – водой, воздухом.
  • Внешним источником энергии изменить потенциал поверхности так, чтобы железный кузов из анода превратился в катод.

Первая группа методов – это разнообразные защитные антикоррозионные покрытия, грунтовки и лакокраска. Хозяева машин тратят серьезные деньги, но стоит понимать: таким путем коррозию не прекратить. Только затрудняется доступ активного реагента к кузовному железу.

Вторая группа способов, в отличие от антикоррозионной обработки, способна полностью остановить сам механизм ржавления железа и даже частично восстановить уже окислившийся металл.

Антикоррозийная обработка автомобиля

Антикоррозийная обработка автомобиля

Электрохимические технологии защиты можно разделить на две технологии:

  • Используя внешний источник электричества (аккумуляторную батарею авто), с помощью специальной схемы создать избыток положительного потенциала на кузове, чтобы электроны не покидали металл, а притягивались в него. Это – катодная защита автомобиля.
  • Разместить на кузове элементы из более активного металла, чтобы создать гальваническую пару, в которой тот станет анодом, а корпус автомобиля – катодом. Этот метод вообще не нуждается в подключении к батарее и называется протекторной, или анодной, защитой.

Рассмотрим каждый из способов.

Как выбрать анод

В роли внешнего контура можно с успехом применить металлические поверхности гаража, заземляющий контур на стоянке и другие средства.

Правила потрошения и разделки щуки

Щуку потрошат и разделывают после очистки чешуи.

Как правильно разделать щуку на котлеты:

Рыбе разрезают брюхо и вытаскивают внутренности

Важно не повредить желчь, иначе можно испортить продукт. Пищевод вынимают вместе с жабрами, оставляя голову

Удаляют белую пленку, идущую вдоль брюха (она же плавательный пузырь). Ножом отрезают голову.

После того переходят к разделке самой туши. Эта процедура будет различаться в зависимости от того, что планируется готовить: фарш, филе, цельные куски или фаршированную рыбу.

На фарш

Если планируется готовить фарш для котлет, убирают только крупные кости (позвоночник). Позвоночный столб щуки крепкий и твердый. Если щучка мелкая, то позвоночник можно не вынимать.

Разделка средней и крупной щуки для приготовления фарша включает следующие шаги:

  1. Рыбу кладут на разделочную доску.
  2. Лезвие ножа ставят параллельно позвоночнику (в месте, где находилась голова) и срезают филе до хвоста. Нож нужно вести как можно ближе к хребту.
  3. Таким же способом срезают филейную часть с другого бока рыбины.
  4. Срединную часть с позвоночником убирают, она пригодится для приготовления ухи.
  5. От костей щуку для котлет очищают, но не тщательно, т.к. в процессе измельчения мяса в фарш косточки крошатся и не чувствуются в готовых котлетах. Филе прокручивают на мясорубке через мелкую решетку. Для лучшего измельчения косточек это можно сделать два раза.

Для жарки филе

В теле щуки много костей, среди них есть массивные (позвоночник), средние и очень тонкие. Косточек очень много и удалить их трудно.

Продукт без костей готовят в следующем порядке:

  1. Срезают филе по всей длине тушки.
  2. Щуку переворачивают и срезают филе с другой стороны.
  3. Оставшийся хребет и хвостовую часть режут на куски и откладывают в сторону.
  4. С филе срезают ребра. Они очень тонкие, если нож острый, значительных потерь продукта не будет.
  5. Вырезают плавники.
  6. Над линией ребер прощупывают мякоть с косточками и делают два параллельных разреза вдоль филе.
  7. Полосу с косточками отделяют ножом и вырезают из филе.
  8. Оставшиеся кости удаляют пинцетом. Получают пласт рыбной мякоти без косточек.
  9. С рыбы снимают кожу.
  10. Филе режут на порционные куски и готовят блюдо по выбранному рецепту.

Для жарки кусками

Подготовка для жарки кусками не занимает много времени.

Тушку обрабатывают следующим образом.

  1. С щуки срезают плавники.
  2. Отрезают хвост.
  3. Режут рыбу на куски толщиной 1,5-2 см. Если планируется запекать щуку в духовке, длина кусков может достигать 10-15 см.
  4. Если щука большая, куски нарезают произвольно, чтобы было удобно укладывать их на сковороде.

Для фаршировки

Фаршированную щуку (с головой и без головы) готовят в духовом шкафу. Для такого блюда подходят рыбины среднего размера.

Этапы разделки:

  1. Вокруг щучьей головы делают надрез.
  2. С тушки с помощью ножа и ножниц снимают кожу вместе с плавниками. Чтобы кожица легко снималась, тушку отбивают скалкой.
  3. С оставшейся части туши срезают (и отбирают руками) мясо щуки. Остается только скелет рыбины.
  4. Готовят фарш для начинки, используя филе, овощи, зелень, мясо, яйца, другие ингредиенты.
  5. Снятую шкурку набивают фаршем, брюшко зашивают. Блюдо готовят в духовке.

Металлический гараж

Через провод с разъемом плату прибора катодной защиты подключают к нему и создают необходимую разность потенциалов. Такой способ неоднократно доказал высокую эффективность.

Металлизированный резиновый хвост с эффектом заземления

Такой способ реализует идею о создании необходимого электроположительного потенциала кузова относительно поверхности дороги. Метод хорош тем, что работает не только при стоянке, но и в движении, защищая машину именно тогда, когда она особенно уязвима к влаге и дорожной химии.

Защитные электроды-протекторы

В качестве электродов, создающих защитный потенциал, используют пластины из стали, состав которой близок к металлу самого кузова. Это нужно для случаев, если произойдет поломка прибора, чтобы размещенные пластины сами не стали очагом коррозии, создав новую гальваническую пару. Площадь каждой пластины оптимальна в размере от 4 до 10 см2, форма – прямоугольная или овальная.

6 Нюансы антикоррозионной защиты трубопроводов

Системы труб в настоящее время защищаются посредством дренажной и катодной электрохимической методики. При предохранении трубопроводов от коррозии по катодной схеме используются:

  • Внешние источники тока. Их плюс подключат к анодному заземлению, а минус – к самой трубе.
  • Аноды-защитники, использующие ток от гальванических пар.

Фото анодов-защитников для трубопровода, russian.alibaba.com

Катодная методика предполагает поляризацию предохраняемой стальной поверхности. При этом осуществляется подключение подземных трубопроводов к “минусу” комплекса катодной защиты (по сути, он представляет собой источник тока). “Плюс” подключают к добавочному внешнему электроду при помощи специального кабеля, который изготавливается из проводящей резины или графита. Данная схема позволяет получать электроцепь замкнутого типа, включающую в себя следующие компоненты:

  • электрод (наружный);
  • электролит, находящийся в почве, где выполнена прокладка трубопроводов;
  • непосредственно трубы;
  • кабель (катодный);
  • источник тока;
  • кабель (анодный).

Для протекторной защиты трубопроводов применяют материалы на основе алюминий, магния и цинка, коэффициент полезного действия которых равняется 90 % при использовании протекторов на базе алюминия и цинка и 50 % для протекторов из магниевых сплавов и чистого магния.

На фото - материалы для протекторной защиты трубопроводов, tehsovet.ru

Для дренажной защиты систем труб применяется технология отвода в грунт блуждающих токов. Существует четыре варианта дренажной антикоррозионной защиты трубопроводов – поляризованный, земляной, усиленный и прямой. При прямом и поляризованном дренаже между “минусом” блуждающих токов и трубой ставят перемычки. Для земляной защитной схемы необходимо произвести посредством добавочных электродов заземление. А при усиленном дренаже трубных систем в цепь добавляют преобразователь, который необходим для повышения величины дренажного тока.

Как сделать устройство для катодной защиты самому

Если не ставить перед собой цель изготовления системы со сложными блокировками от короткого замыкания, слежением за расходом заряда батареи, светодиодной индикацией, то само устройство можно элементарно изготовить и самому.

Катодная защита кузова схема

Катодная защита кузова (схема)

Простейший вариант включает лишь разгрузочный резистор определенного номинала (500-1000 ом), через который плюсовая клемма аккумулятора соединяется с защитными электродами. Потребляемый ток должен находиться в интервале 1-10 мА. Защитный потенциал теоретически достаточен в размере 0,44 В (величина электроотрицательного потенциала чистого железа). Но с учетом сложного состава стали, наличия дефектов кристаллической структуры и иных действующих факторов принимается в районе 1,0 В.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...