Protecția Anticorozivă prin Aplicarea Straturilor Metalice Protectoare

Protecţia anticorozivă prin aplicarea straturilor metalice protectoare

1.Introducere

În epoca contemporană de intensă dezvoltare industrială, când consumul de metale şi utilaje este în continuă creştere apare ca deosebit de importantă, în special pentru cele feroase, preocuparea pentru protejarea acestora împotriva distrugerii prin coroziune.

Pierderile de metale şi aliaje produse de coroziune reprezintă aproximativ o treime din producţia mondială. Chiar dacă se consideră că o parte din metal se reîntoarce în circuit prin retopire, totuşi aceste pierderi totalizează în cazul fierului cel puţin 10-15% din metalul obţinut prin topire.

Pagubele provocate de coroziune sunt legate nu numai de pierderile de metal, ci şi de faptul că utilajele, construcţiile, piesele etc. distruse de coroziune au un cost mult mai mare decât al materialului din care sunt confecţionate. Dacă la acestea se adaugă şi chelutielile pentru repararea pagubelor provocate de coroziune, montarea aparaturii de înlocuire, utilizarea materialelor anticorozive scumpe, aplicarea metodelor de protecţie anticorozivă, cât şi faptul că aproape în toate domeniile industriei se pune problema protecţiei anticorozive, ne dăm seama de importanţa economică pe care o prezintă coroziunea.

Coroziunea metalelor şi aliajelor se defineşte ca fiind procesul de distrugere spontană a acestora, în urma interacţiunilor chimice, electrochimice şi biochimice cu mediul de existenţă.

În practică fenomenele de coroziune sunt de obicei extrem de complexe şi apar sub cele mai diferite forme, motiv pentru care, o clasificare riguroasă a tuturor acestor fenomene nu este posibilă, între diferite clase existând intrepătrunderi.

Oţelurile aliate şi materialele neferoase sunt in majoritatea cazurilor scumpe si destul de greu accesibile. Pentru reducerea procesului de coroziune adesea se recurge la acoperirea suprafeţei metalice cu straturi rezistente de natură anorganică sau organică şi uneori cu straturi combinate.Acoperirea se face cu materiale rezistente la coroziune, materiale depuse sub formă de pelicule, cu foi subţiri, cu folii de elastomeri, cu materiale plastice sau cu răşini armate. Efectul lor constă in izolarea materialului metallic de mediul agresiv sau în încetinirea interacţiunii dintre metal şi mediul agresiv.Alegerea unei anumite acoperiri se face în funcţie de agresivitatea mediului şi de particularităţile funcţionale ale suprafeţei ce urmează a fi protejate. Condiţia de bază este de a se forma un strat uniform, lipsit de pori. Dacă nu se obţine un astfel de strat protector, soluţia de electrolit va patrunde prin pori, determinând coroziunea metalului acoperit. Pe lângă rezistenţa la coroziune şi aspectul plăcut, acoperirea metalică conferă suportului proprietăţile termice şi mecanice ale stratului depus.

Metalul protejat, acoperirea metalică şi mediul agresiv formează o pilă în care are loc dizolvarea metalului cu rol de pol negativ.

Mecanismul de protecţie a straturilor metalice depinde de raportul în care se găseşte potenţialul metalului protector faţă de potenţialul materialului suport. În funcţie de acest criteriu se deosebesc două categorii de acoperiri metalice: acoperiri anodice si acoperiri catodice.

Acoperirile anodice,sunt acele acoperiri la care potenţilul materialului de bază este mai electronegativ. Este cazul protecţiei tablei de fier prin zincare, a oţelului prin cadmiere.În cazul existenţei unor discontinuităţi in stratul protector (pori, fisuri, zgârieturi, exfolieri) se pot forma elemente locale in care stratul metalic depus , fiind mai electronegative, joacă un rol de anod şi se dizolvă, protejând piesa împotriva coroziunii.

Un dezavantaj al straturilor anodice este ca in timp, aspectul lor se inrăutaţeşte prin coperirea cu produşi de coroziune.

Acoperirile catodice, în care stratul metalic depus este mai electropozitiv sunt protectoare numai dacă nu prezintă o porozitate excesivă. De aceea ele se realizează în straturi destul de groase pentru a se evita formarea de micropile, în care metalul piesei fiind anod s-ar consuma în procesul de coriziune.Creşterea excesivă a grosimii stratului nu reduce într-o măsură considerabilă porozitatea. De aceea, straturi mai groase de 50 μm nu sunt justificate din punct de vedere economic.

Caracterul anodic sau catodic al stratului de protecţie este influenţat puternic de mediul agresiv şi de condiţiile de exploatare ale pieselor. Metalele cu care se protejează oţelul carbon sunt în general mai electronegative. Când intervin schimbări majore de temperatură sau de pH metalele protectoare îşi deplasează potenţialul de electrod spre valori mai electropozitive şi la un moment dat oţelul incepe să se dizolve. Astfel, zincul incetează să mai protejeze oţelul la temperaturi mai mari de 70°C.

Protecţia cu acoperiri metalice în afară de rezistenţă la coroziune şi aspect plăcut conferă metalului de bază şi proprietăţile termice şi mecanice ale stratului depus.