Cum să evitați coroziunea: principalele metode

Pentru a ști cum să evitați coroziunea, este important să știți ce este coroziunea și de ce este produsă. Coroziunea se numește procesul natural în care un metal se deteriorează treptat ca urmare a reacțiilor electrochimice (sau chimice) cu mediul său.

Aceste reacții determină că metalele rafinate caută să ajungă la o formă de stabilitate mai mare sau la o energie internă mai mică, care de obicei sunt versiunile lor de oxid, hidroxid sau sulf (de aceea se spune că metalul este oxidat). Coroziunea are loc și în materiale nemetalice, cum ar fi ceramică și polimeri, dar este diferită și se numește adesea degradare.

Coroziunea este un proces inamic al ființei umane, deoarece aceste deteriorări degradează materialele, își schimbă culoarea și le slăbesc, crescând posibilitatea ruperii și creșterea costurilor prin reparații și înlocuirea acestora.

Din acest motiv, există domenii întregi în știința materialelor dedicate prevenirii acestui fenomen, cum ar fi, de exemplu, ingineria coroziunii. Metodele de prevenire a coroziunii variază și vor depinde de materialele afectate.

Metode de prevenire a coroziunii

Mai întâi de toate ar trebui să se țină cont de faptul că nu toate metalele se corodează la aceeași viteză, iar unele au particularitatea de a nu coroda natural, la fel ca în cazul oțelului inoxidabil, aurului și platinei.

Acest lucru se întâmplă deoarece există materiale pentru care coroziunea este nefavorabilă termodinamic (adică nu atinge o stabilitate mai mare cu procesele care duc la aceasta) sau pentru că au o reacție kinetică atât de lentă încât efectele de coroziune necesită timp să apară.

Chiar și așa, pentru elementele care corupe, există o serie de metode pentru a preveni acest proces natural și a le da o viață mai lungă:

galvanizat

Este metoda de prevenire a coroziunii în care un aliaj de fier și oțel este acoperit cu un strat subțire de zinc. Obiectivul acestei metode este de a face atomii de zinc ai stratului de acoperire să reacționeze cu moleculele de aer, oxidând și întârziind coroziunea piesei pe care o acoperă.

Această metodologie convertește zincul într-un anod galvanic sau anod sacrificial, determinând ca acesta să fie expus la degradarea coroziunii pentru a economisi un material mai valoros.

Galvanizarea se poate realiza prin scufundarea pieselor metalice în zinc topit la temperaturi ridicate, precum și în straturi mai subțiri care sunt realizate prin electrogalvanizare.

Această ultimă este metodologia care protejează mai mult, deoarece zincul este unificat cu metalul prin procese electrochimice și nu numai prin procese mecanice, cum ar fi în imersiune.

Vopsele și acoperiri

Aplicarea vopselelor, a plăcilor metalice și a emailurilor este un alt mod de a adăuga un strat protector metalelor predispuse la coroziune. Aceste substanțe sau straturi generează o barieră de material anticoroziv care se află între mediul dăunător și materialul structural.

Alte acoperiri au proprietăți specifice care le fac inhibitori de coroziune sau anticorozivi. Acestea se adaugă mai întâi la lichide sau gaze și apoi se adaugă sub formă de strat pe metal.

Acești compuși chimici sunt utilizați pe scară largă în industrie, în special în conductele care transportă lichide; În plus, ele pot fi adăugate la apă și agenți frigorifici pentru a se asigura că nu generează coroziune în echipamentele și țevile prin care trec.

anodizare

Este o procedură de pasivare electrolitică; adică procesul prin care se formează un strat oarecum inert pe suprafața unui element metalic. Acest proces este folosit pentru a crește grosimea stratului natural de oxid pe care acest material îl are pe suprafața sa.

Acest procedeu are marele avantaj nu numai în ceea ce privește adăugarea de protecție împotriva coroziunii și frecării, ci și o aderență mai mare pentru straturile de vopsea și cleiurile decât materialul gol.

În ciuda faptului că au experimentat schimbări și evoluții în timp, acest proces se realizează de obicei prin introducerea unui obiect aluminiu într-o soluție electrolitică și trecerea unui curent direct prin acesta.

Acest curent va face ca anodul de aluminiu să elibereze hidrogen și oxigen, generând oxid de aluminiu care se va lega de el pentru a crește grosimea stratului său de suprafață.

Anodizarea generează modificări în textura microscopică a suprafeței și în structura cristalină a metalului, determinând o porozitate ridicată care să fie generată în ea.

Prin urmare, în ciuda îmbunătățirii rezistenței și rezistenței la coroziune a metalului, acesta poate, de asemenea, să o facă mai fragilă, pe lângă reducerea rezistenței la temperaturi ridicate.

biofilmelor

Biofilmele sunt grupuri de microorganisme care se unesc într-un strat pe o suprafață, se comportă ca un hidrogel, dar reprezintă încă o comunitate vie de bacterii sau alte microorganisme.

Deși aceste formațiuni sunt adesea asociate cu coroziunea, în ultimii ani sa înregistrat o dezvoltare în utilizarea biofilmelor bacteriene pentru protejarea metalelor în medii cu grad ridicat de coroziune.

În plus, s-au descoperit biofilme cu proprietăți antimicrobiene, care opresc efectele bacteriilor reducătoare de sulfat.

Sisteme de flux imprimat

În aceste structuri foarte mari sau în cazul în care rezistivitatea electrolitului este ridicată, anodele galvanice nu pot genera suficient curent pentru a proteja întreaga suprafață, deci este utilizat un sistem de protecție catodică tipărit.

Aceste sisteme constau din anozi conectați la o sursă de curent continuu, în principal un transformator-redresor conectat la o sursă de curent alternativ.

Această metodă este utilizată în principal pentru navele de marfă și alte nave, care necesită un nivel ridicat de protecție într-o zonă mai mare a structurii sale, cum ar fi elice, cârme și alte părți de pe care depinde navigația.

Modificări ale condițiilor de mediu

În cele din urmă, viteza de coroziune poate fi oprită sau redusă cu modificarea condițiilor de mediu în care se găsește materialul metalic.

Umiditatea și conținutul de sulf, cloruri și oxigen în lichide și gaze trebuie să fie menținute la niveluri scăzute pentru a crește speranța de viață a unui material și utilizarea unui număr mai mic de soluție salină și / sau apă tare are un efect pozitiv.