Passivering is Die proses van passivering van metale beteken die skepping van dun films op die oppervlak om teen korrosie te beskerm

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Tradisionele metodes om metale teen korrosie te beskerm, sal al hoe minder aan die tegniese vereistes voldoen wat van toepassing is op die werkverrigting-eienskappe van kritieke strukture en materiale. Draerbalke in huisrame, pyplyne en metaalbekleding kan nie sonder meganiese roesbeskerming alleen klaarkom wanneer dit by langtermyngebruik van die produk kom nie. 'n Meer effektiewe benadering tot korrosiebeskerming is die elektrochemiese metode en veral passivering. Dit is een van die maniere om aktiewe oplossings te gebruik wat 'n beskermende en isolerende film op die oppervlak van die werkstuk vorm.

Tegnologie-oorsig

Passivasie moet verstaan word as die proses om 'n dun film op 'n metaaloppervlak te vorm, waarvan die struktuurgekenmerk deur hoë weerstand. Boonop kan die funksies van hierdie deklaag anders wees - byvoorbeeld in batteryelektroliete verleng dit nie net die lewensduur van die elektrodes nie, maar verminder ook die intensiteit van selfontlading. Uit die oogpunt van korrosiebeskerming is passivering 'n manier om die weerstand van 'n materiaal te verhoog teen 'n aggressiewe omgewing wat die ontwikkeling van roes uitlok. Dieselfde meganisme van vorming van 'n beskermende-isolerende laag kan anders wees. Elektrochemiese en chemiese metodes verskil fundamenteel, maar in beide gevalle sal die finale resultaat die oorgang van die eksterne struktuur van die werkstuk na 'n chemies onaktiewe toestand wees.

Beginsel van elektrochemiese anti-roesbeskerming

Die sleutelfaktor in elektrochemiese passivering is die effek van 'n eksterne stroom op die teikenoppervlak. Op die oomblik van deurgang van die katodestroom deur die korroderende metaalstruktuur, verander die potensiaal daarvan in die negatiewe rigting, wat ook die aard van die proses van ionisasie van die werkstukmolekules verander. Onder toestande van anodiese blootstelling vanaf die kant van 'n eksterne polarisator (tipies vir suur media), kan 'n toename in stroom nodig wees. Dit is nodig om die polarisator te onderdruk en daarna volle teen-roesbeskerming te bereik. Met verhoogde passivering van die oppervlak as gevolg van eksterne stroom, neem die vrystelling van waterstof egter toe, wat lei tot hidrogenering van die metaal. Gevolglik begin die proses van waterstofoplossing in die metaalstruktuur, gevolg deur 'n agteruitgang in die fisiese eienskappe van die werkstuk.

Katodebeskerming metode

Dit is 'n soort elektrochemiese anti-korrosie-isolasie wat die tegniek gebruik om katodiese stroom toe te pas. Maar hierdie metode kan op verskillende maniere geïmplementeer word. Byvoorbeeld, in sommige gevalle in produksie word 'n voldoende potensiaalverskuiwing verskaf deur die onderdeel aan 'n eksterne stroombron as 'n katode te koppel. Die anode is 'n inerte hulpelektrode. Hierdie metode voer passivering van nate na sweiswerk uit, beskerm metaalplatforms van boorstrukture en ondergrondse pypleidings. Die voordele van die katodiese passiveringsmetode sluit doeltreffendheid in om verskeie tipes korrosieprosesse te onderdruk.

Benewens algemene roesskade, word put- en interkorrelkorrosie voorkom. Sulke metodes van katodiese elektrochemiese werking soos beskermend en galvanies word ook beoefen. Die hoofkenmerk van hierdie benaderings is die gebruik van 'n meer elektronegatiewe metaal as 'n polarisator. Hierdie element is in kontak met die beskermde produk en dien as 'n anode, wat tydens die operasie vernietig word. Soortgelyke metodes word gewoonlik gebruik wanneer klein strukture, dele van geboue en strukture isoleer.

Anodebeskermingsmetode

Met anodiese isolasie van metaalonderdele skuif die potensiaal in 'n positiewe rigting, wat ook bydra tot die weerstand van die oppervlak teen korrosieprosesse. 'n Deel van die energie van die toegepaste anodestroom word aan die ionisasie van metaal besteemolekules, en die ander deel - om die katodiese reaksie te onderdruk.

Onder die negatiewe faktore van hierdie benadering is die hoë tempo van oplos van die metaal, wat onvergelykbaar is met die tempo van vermindering van die korrosie-reaksie. Aan die ander kant sal baie afhang van die metaal waarop passivering toegepas word. Dit kan beide aktief oplossende materiale en dele met onvolledige elektroniese lae wees, waarvan die struktuur in die passiewe toestand ook bydra tot rem- en vernietigingsreaksies. Maar in elk geval, om 'n beduidende effek van teen-roesbeskerming te bereik, word die gebruik van groot anodestrome vereis.

Vanuit hierdie oogpunt is dit nie raadsaam om hierdie metode vir korttermyn-onderhoud van isolasie te gebruik nie, maar lae energiekoste vir die handhawing van die gesuperponeerde stroom regverdig anodiese passivering ten volle. Terloops, die gevormde beskermingstelsel in die toekoms vereis 'n huidige sterkte van slegs 10-3 A/m2.

Gebruik van chemiese inhibeerders

'n Alternatiewe tegnologiese benadering om die weerstand van metale te verhoog wanneer dit in aggressiewe omgewings werk. Inhibeerders verskaf chemiese passivering, wat die intensiteit van oplos van metale verminder en, in verskillende mate, die skadelike effekte van korrosieskade uitskakel.

Op sigself is 'n inhibeerder in 'n sekere sin 'n analoog van die gesuperponeerde stroom, maar met 'n chemiese of elektrochemiese gekombineerde werking. Organiese en anorganiese stowwe dien as aktiveerders van die beskermende film, en meer dikwels -spesiaal geselekteerde komplekse verbindings. Die bekendstelling van 'n inhibeerder in 'n aggressiewe omgewing veroorsaak veranderinge in die struktuur van die metaaloppervlak, wat die kinetiese elektrodereaksies beïnvloed.

Die doeltreffendheid van beskerming sal afhang van die tipe metaal, eksterne toestande en die duur van die hele proses. Dus sal die passivering van vlekvrye staal op lang termyn meer energiebronne verg om 'n aggressiewe omgewing teë te werk as in die geval van koper of yster. Maar die werkingsmeganisme van die inhibeerder self sal steeds 'n sleutelrol speel.

Inhibeerders-passiveerders

Aktiewe korrosiebeskerming volgens die beginsels van die vorming van passiewe weerstand kan deur verskillende inhibeerders gevorm word. Dus word adsorpsieverbindings in die vorm van anione, katione en neutrale molekules wyd gebruik, wat 'n chemiese en elektrostatiese effek op 'n metaaloppervlak kan hê. Dit is universele middele van korrosiebeskerming, maar die effek daarvan word verminder in omgewings waar suurstofpolarisasie oorheers. Byvoorbeeld, 'n spesiale inhibeerder met oksiderende eienskappe moet gebruik word om vlekvrye staal te passiveer. Dit sluit in molibdate, nitriete en chromate, wat 'n oksiedfilm skep met 'n positiewe polarisasieverskuiwing wat voldoende is om suurstofmolekules vry te stel. Op die oppervlak van die metaal vind chemisorpsie van die resulterende suurstofatome plaas, wat die mees aktiewe areas van die deklaag blokkeer en 'n bykomende potensiaal skep om die oplosreaksie van die metaalstruktuur te vertraag.

Die gebruik van passivering in die beskerming van halfgeleiers

Die werking van halfgeleierelemente onder hoë spanning vereis 'n spesiale benadering tot korrosiebeskerming. Met betrekking tot sulke gevalle word die passivering van die metaal uitgedruk in die sirkelvormige isolasie van die aktiewe gebied van die deel. 'n Elektriese randbeskerming word gevorm deur diodes en bipolêre transistors te gebruik. Planêre passivering behels die skepping van 'n beskermende ring, sowel as om die kristallyne oppervlak met glas te bedek. Nog 'n metode van mesa-passivering behels die vorming van 'n groef om die maksimum toelaatbare spanningsvlak op die oppervlak van 'n strukturele metaalkristal te verhoog.

Modifikasie van anti-roes film

Die deklaag wat gevorm word as gevolg van passivering laat 'n verskeidenheid bykomende versterkings toe. Dit kan platering, verchrooming, verf en die skep van 'n bewaringsfilm wees. Metodes van hulpversterking van korrosiebeskerming as sodanig word ook gebruik. Vir sinkbedekkings word spesiale oplossings ontwikkel wat gebaseer is op polimeer- en chroomkomponente. Vir 'n gewone gegalvaniseerde emmer kan spoel nie-reaktiewe bymiddels gebruik word.

Gevolgtrekking

Korrosie is 'n vernietigende proses wat hom op verskillende maniere kan manifesteer, maar in elke geval dra dit by tot die agteruitgang van sekere operasionele eienskappe van die metaal. Dit is moontlik om die voorkoms van sulke prosesse op verskeie maniere uit te sluit, sowel as die gebruik van edelmetale, wat gekenmerk word deur 'n aanvanklik verminderderoes sensitiwiteit. Weens sekere finansiële en tegnologiese redes is die gebruik van standaard teen-roesbeskerming of die gebruik van metale met hoë korrosiebestandheid egter nie altyd moontlik nie.

Die optimale oplossing in sulke gevalle is passivering - dit is 'n relatief bekostigbare en effektiewe metode om metale van verskillende soorte te beskerm. Volgens sommige berekeninge kan een elektrode met 'n behoorlik geselekteerde inhibeerder genoeg wees om 'n 8-kilometer ondergrondse pyplyn teen korrosie te beskerm. Wat die nadele betref, word dit uitgedruk in die tegniese kompleksiteit van die gebruik van elektrochemiese passiveringsmetodes in beginsel.