împotriva coroziunii
Posibilităţile de bază pentru protecţia materialelor împotriva coroziunii sunt: protecţia pasivă şi protecţie activă (tabelul 6.1).
6.1 Protecţie pasivă
Se realizează prin aplicarea de straturi protectoare. Straturile trebuie să fie mai rezistente la coroziune în condiţiile date decât materialul pe care-l protejăm.
În domeniul protecţiei împotriva coroziunii alegerea raţională a materialului este cea mai importantă metodă de protecţie. În tabelul 6.1 se prezintă comportarea câtorva metale în diverse medii corozive.
6.1.1 Aplicarea depunerilor protectoare
Metoda constă în acoperirea suportului cu un strat de metal, oxid, fosfat, silicat, sau cu un strat de natură organică rezistent la coroziune decât metalul-suport.
Straturi protectoare metalice
Depunerea straturilor protectoare metalice se poate realiza prin electrodepunere (galvanizare), prin cufundarea la cald, prin pulverizare, prin difuzie termică, sau prin placare.
Acoperiri anodice sunt acelea la care potenţialul metalului de bază este mai electropozitiv. De exemplu acoperirile de zinc şi cadmiu pe fier şi oţel. Metalul din stratul depus are potenţial mai electronegativ decât a metalului de bază, şi în cazul existenţei unor discontinuităţi în stratul protector (pori, zgârieturi, fisuri, exfolieri, etc.) se pot forma elemente în care stratul metalic depus (mai electronegativ), joaca un rol de anod şi se dizolvă, iar stratul de bază (piesa ) este catod.
Aceste acoperiri prezintă dezavantajul că în timp, aspectul lor se înrăutaţeşte.
Acoperiri catodice. Stratul metalic depus este mai electropozitiv decât metalul de bază. Aceste straturi protectoare numai dacă nu prezintă porozităţi, zgârieturi, fisuri, deci sunt continue. Existenţa porilor sau a discontinuităţilor în strat de orice natură, duce la formarea micropilelor, în care metalul piesei funcţinează drept anod şi se dizolvă, iar metalul din strat de orice natură, duce la formarea micropilelor, în care metalul piesei funcţionează drept anod şi se dizolvă iar metalul din strat este catod.
FellowBuddy.com is an innovative platform that brings students together to share notes, exam papers, study guides, project reports and presentation for upcoming exams.
We connect Students who have an understanding of course material with Students who need help.
Benefits:-
# Students can catch up on notes they missed because of an absence.
# Underachievers can find peer developed notes that break down lecture and study material in a way that they can understand
# Students can earn better grades, save time and study effectively
Our Vision & Mission – Simplifying Students Life
Our Belief – “The great breakthrough in your life comes when you realize it, that you can learn anything you need to learn; to accomplish any goal that you have set for yourself. This means there are no limits on what you can be, have or do.”
Like Us - https://www.facebook.com/FellowBuddycom
States of Matter, Physical Science Lesson PowerPoint, Plasma, Gas, Liquid, Solidwww.sciencepowerpoint.com
This PowerPoint is one small part of the Matter, Energy, and the Environment Unit from www.sciencepowerpoint.com. This unit consists of a five part 3,500+ slide PowerPoint roadmap, 12 page bundled homework package, modified homework, detailed answer keys, 20 pages of unit notes for students who may require assistance, follow along worksheets, and many review games. The homework and lesson notes chronologically follow the PowerPoint slideshow. The answer keys and unit notes are great for support professionals. The activities and discussion questions in the slideshow are meaningful. The PowerPoint includes built-in instructions, visuals, and review questions. Also included are critical class notes (color coded red), project ideas, video links, and review games. This unit also includes four PowerPoint review games (110+ slides each with Answers), 38+ video links, lab handouts, activity sheets, rubrics, materials list, templates, guides, and much more. Also included is a 190 slide first day of school PowerPoint presentation.
Areas of Focus: Matter, Dark Matter, Elements and Compounds, States of Matter, Solids, Liquids, Gases, Plasma, Law Conservation of Matter, Physical Change, Chemical Change, Gas Laws, Charles Law, Avogadro's Law, Ideal Gas Law, Pascal's Law, Archimedes Principle, Buoyancy, Seven Forms of Energy, Nuclear Energy, Electromagnet Spectrum, Waves / Wavelengths, Light (Visible Light), Refraction, Diffraction, Lens, Convex / Concave, Radiation, Electricity, Lightning, Static Electricity, Magnetism, Coulomb's Law, Conductors, Insulators, Semi-conductors, AC and DC current, Amps, Watts, Resistance, Magnetism, Faraday's Law, Compass, Relativity, Einstein, and E=MC2, Energy, First Law of Thermodynamics, Second Law of Thermodynamics-Third Law of Thermodynamics, Industrial Processes, Environmental Studies, The 4 R's, Sustainability, Human Population Growth, Carrying Capacity, Green Design, Renewable Forms of Energy (The 11th Hour)
This unit aligns with the Next Generation Science Standards and with Common Core Standards for ELA and Literacy for Science and Technical Subjects. See preview for more information
If you have any questions please feel free to contact me. Thanks again and best wishes. Sincerely, Ryan Murphy M.Ed www.sciencepowerpoint@gmail.com
Teaching Duration = 4+ Weeks
A brief introduction to corrosion and types of corrosion, such as pitting corrosion.
Cavitations corrosion
Galvanic corrosion.
Fretting corrosion.
Crevice corrosion.
Intergranular and transgranular corrosion,
Stress corrosion
Its Is The Process By Which A Iron Nail Is Been Coated With Copper Plate.Electroplating is a process that uses electrical current to reduce dissolved metal cations so that they form a coherent metal coating on an electrode. The term is also used for electrical oxidation of anions onto a solid substrate, as in the formation silver chloride on silver wire to make silver/silver-chloride electrodes. Electroplating is primarily used to change the surface properties of an object (e.g. abrasion and wear resistance, corrosion protection, lubricity, aesthetic qualities, etc.), but may also be used to build up thickness on undersized parts or to form objects by electroforming.
The process used in electroplating is called electrodeposition. It is analogous to a galvanic cell acting in reverse. The part to be plated is the cathode of the circuit. In one technique, the anode is made of the metal to be plated on the part. Both components are immersed in a solution called an electrolyte containing one or more dissolved metal salts as well as other ions that permit the flow of electricity. A power supply supplies a direct current to the anode, oxidizing the metal atoms that comprise it and allowing them to dissolve in the solution. At the cathode, the dissolved metal ions in the electrolyte solution are reduced at the interface between the solution and the cathode, such that they "plate out" onto the cathode. The rate at which the anode is dissolved is equal to the rate at which the cathode is plated, vis-a-vis the current flowing through the circuit. In this manner, the ions in the electrolyte bath are continuously replenished by the anode.[1]
Other electroplating processes may use a non-consumable anode such as lead or carbon. In these techniques, ions of the metal to be plated must be periodically replenished in the bath as they are drawn out of the solution.[2] The most common form of electroplating is used for creating coins such as pennies, which are small zinc plates covered in a layer of copper. [3]Process[edit]
Electroplating of a metal (Me) with copper in a copper sulfate bath
The cations associate with the anions in the solution. These cations are reduced at the cathode to deposit in the metallic, zero valence state. For example, in an acid solution, copper is oxidized at the anode to Cu2+ by losing two electrons. The Cu2+ associates with the anion SO42- in the solution to form copper sulfate. At the cathode, the Cu2+ is reduced to metallic copper by gaining two electrons. The result is the effective transfer of copper from the anode source to a plate covering the cathode.
The plating is most commonly a single metallic element, not an alloy. However, some alloys can be electrodeposited, notably brass and solder.
PPT shows different concepts related to acicular ferrite in Q&A format.
Includes:
1)What is acicular ferrite?
2)Desirability of this structure
3)how its microstructure looks like
4)Transformation mechanism
5)Importance in welding
6)Various influencing condition to structure
SCURT ISTORIC DESPRE SUDARE:
Dezvoltarea tehnologiei de sudare
Materiale utilizate la sudare
Procedee de sudare
Sudabilitatea materialelor
PUBLICAŢII DIN COLECŢIILE BRTŞ:
Monografii, manuale, structurate după tehnologiile de sudare
Manuale defecte ale sudurii şi verificarea calităţii sudurii
Monografii, manuale procedee conexe sudurii: tăierea şi lipirea metalelor
Îndrumătoare pentru sudori, securitate în munca pentru sudarea metalelor
- Standarde în vigoare
Cataloage industriale
- Brevete de invenţii
O prezentare simpla dar bine lucrata si destul de eficace pentru a-ti oferi o nota buna la Chimie in caz ca ai nevoie de un proiect. (P.S eu am luat 9).
FellowBuddy.com is an innovative platform that brings students together to share notes, exam papers, study guides, project reports and presentation for upcoming exams.
We connect Students who have an understanding of course material with Students who need help.
Benefits:-
# Students can catch up on notes they missed because of an absence.
# Underachievers can find peer developed notes that break down lecture and study material in a way that they can understand
# Students can earn better grades, save time and study effectively
Our Vision & Mission – Simplifying Students Life
Our Belief – “The great breakthrough in your life comes when you realize it, that you can learn anything you need to learn; to accomplish any goal that you have set for yourself. This means there are no limits on what you can be, have or do.”
Like Us - https://www.facebook.com/FellowBuddycom
States of Matter, Physical Science Lesson PowerPoint, Plasma, Gas, Liquid, Solidwww.sciencepowerpoint.com
This PowerPoint is one small part of the Matter, Energy, and the Environment Unit from www.sciencepowerpoint.com. This unit consists of a five part 3,500+ slide PowerPoint roadmap, 12 page bundled homework package, modified homework, detailed answer keys, 20 pages of unit notes for students who may require assistance, follow along worksheets, and many review games. The homework and lesson notes chronologically follow the PowerPoint slideshow. The answer keys and unit notes are great for support professionals. The activities and discussion questions in the slideshow are meaningful. The PowerPoint includes built-in instructions, visuals, and review questions. Also included are critical class notes (color coded red), project ideas, video links, and review games. This unit also includes four PowerPoint review games (110+ slides each with Answers), 38+ video links, lab handouts, activity sheets, rubrics, materials list, templates, guides, and much more. Also included is a 190 slide first day of school PowerPoint presentation.
Areas of Focus: Matter, Dark Matter, Elements and Compounds, States of Matter, Solids, Liquids, Gases, Plasma, Law Conservation of Matter, Physical Change, Chemical Change, Gas Laws, Charles Law, Avogadro's Law, Ideal Gas Law, Pascal's Law, Archimedes Principle, Buoyancy, Seven Forms of Energy, Nuclear Energy, Electromagnet Spectrum, Waves / Wavelengths, Light (Visible Light), Refraction, Diffraction, Lens, Convex / Concave, Radiation, Electricity, Lightning, Static Electricity, Magnetism, Coulomb's Law, Conductors, Insulators, Semi-conductors, AC and DC current, Amps, Watts, Resistance, Magnetism, Faraday's Law, Compass, Relativity, Einstein, and E=MC2, Energy, First Law of Thermodynamics, Second Law of Thermodynamics-Third Law of Thermodynamics, Industrial Processes, Environmental Studies, The 4 R's, Sustainability, Human Population Growth, Carrying Capacity, Green Design, Renewable Forms of Energy (The 11th Hour)
This unit aligns with the Next Generation Science Standards and with Common Core Standards for ELA and Literacy for Science and Technical Subjects. See preview for more information
If you have any questions please feel free to contact me. Thanks again and best wishes. Sincerely, Ryan Murphy M.Ed www.sciencepowerpoint@gmail.com
Teaching Duration = 4+ Weeks
A brief introduction to corrosion and types of corrosion, such as pitting corrosion.
Cavitations corrosion
Galvanic corrosion.
Fretting corrosion.
Crevice corrosion.
Intergranular and transgranular corrosion,
Stress corrosion
Its Is The Process By Which A Iron Nail Is Been Coated With Copper Plate.Electroplating is a process that uses electrical current to reduce dissolved metal cations so that they form a coherent metal coating on an electrode. The term is also used for electrical oxidation of anions onto a solid substrate, as in the formation silver chloride on silver wire to make silver/silver-chloride electrodes. Electroplating is primarily used to change the surface properties of an object (e.g. abrasion and wear resistance, corrosion protection, lubricity, aesthetic qualities, etc.), but may also be used to build up thickness on undersized parts or to form objects by electroforming.
The process used in electroplating is called electrodeposition. It is analogous to a galvanic cell acting in reverse. The part to be plated is the cathode of the circuit. In one technique, the anode is made of the metal to be plated on the part. Both components are immersed in a solution called an electrolyte containing one or more dissolved metal salts as well as other ions that permit the flow of electricity. A power supply supplies a direct current to the anode, oxidizing the metal atoms that comprise it and allowing them to dissolve in the solution. At the cathode, the dissolved metal ions in the electrolyte solution are reduced at the interface between the solution and the cathode, such that they "plate out" onto the cathode. The rate at which the anode is dissolved is equal to the rate at which the cathode is plated, vis-a-vis the current flowing through the circuit. In this manner, the ions in the electrolyte bath are continuously replenished by the anode.[1]
Other electroplating processes may use a non-consumable anode such as lead or carbon. In these techniques, ions of the metal to be plated must be periodically replenished in the bath as they are drawn out of the solution.[2] The most common form of electroplating is used for creating coins such as pennies, which are small zinc plates covered in a layer of copper. [3]Process[edit]
Electroplating of a metal (Me) with copper in a copper sulfate bath
The cations associate with the anions in the solution. These cations are reduced at the cathode to deposit in the metallic, zero valence state. For example, in an acid solution, copper is oxidized at the anode to Cu2+ by losing two electrons. The Cu2+ associates with the anion SO42- in the solution to form copper sulfate. At the cathode, the Cu2+ is reduced to metallic copper by gaining two electrons. The result is the effective transfer of copper from the anode source to a plate covering the cathode.
The plating is most commonly a single metallic element, not an alloy. However, some alloys can be electrodeposited, notably brass and solder.
PPT shows different concepts related to acicular ferrite in Q&A format.
Includes:
1)What is acicular ferrite?
2)Desirability of this structure
3)how its microstructure looks like
4)Transformation mechanism
5)Importance in welding
6)Various influencing condition to structure
SCURT ISTORIC DESPRE SUDARE:
Dezvoltarea tehnologiei de sudare
Materiale utilizate la sudare
Procedee de sudare
Sudabilitatea materialelor
PUBLICAŢII DIN COLECŢIILE BRTŞ:
Monografii, manuale, structurate după tehnologiile de sudare
Manuale defecte ale sudurii şi verificarea calităţii sudurii
Monografii, manuale procedee conexe sudurii: tăierea şi lipirea metalelor
Îndrumătoare pentru sudori, securitate în munca pentru sudarea metalelor
- Standarde în vigoare
Cataloage industriale
- Brevete de invenţii
O prezentare simpla dar bine lucrata si destul de eficace pentru a-ti oferi o nota buna la Chimie in caz ca ai nevoie de un proiect. (P.S eu am luat 9).
Legatura chimica
Tendinta crearii unor structuri electronice stabile a elementelor chimice(exceptie unele gaze rare:He,Ne) conduce la formarea unor edificii moleculare sau retele cristaline prin modificarea stratului exterior, denumit si strat de valenta (de legatura).
Principalele tipuri de legaturi chimice sunt:electrovalenta (legatura ionica),covalente ,legatura metalica ,legatura de tip complex, legatura Van der Waals si legatura de hidrogen(puntile de H).
a)Legatura ionica
Elementele chimice apropiate structural de un gaz rar sunt cele mai instabile acceptand sau cedand cu usorinta electroni si formand anioni respective cationic, cu configuratii de gaz rar urmator sau anterior in sistemul periodic:
Na + Cl = NaCl
ceea ce nu corespunde reactiei de formare a NaCl din elemente.
De aceea Kossel ia in consideratie interactiunile electrostatice ale ionilor din reteaua cristalina a NaCl si a norilor electronici ai ionilor acestora.
Calculeaza energia de retea in care :
; constanta Madelung;
Za,Zc sarcinile anionilor si cationilor ; n=5,6,9,10,12
Valoarea U=-774Kj calculata si identica cu cea din datele termodinamice, acopera cu mult deficitul energetic calculat in baza transferului de electroni si deci formarea cloruri de sodiu este posibila decurgand printr-o reactie exoterma
b)Legatura covalenta
Aceasta se realizeaza prin punerea in comun a electronilor neimperecheati ai atomilor si conduc la formarea de molecule sau retele atomice (diamant,grafit).
Functie de natura atomilor participanti la legatura covalenta este:
nepolara,stabilita intre atomi de acelasi fel;
polara,stabilita intre atomi diferiti:
Elemente de electrochimie.Procese de electrod
Electrochimia, studiază transformările reciproce ale energiei chimice în energie electrică.
Fenomenele care cuprind aceste transformări se numesc procese electrochimice. În baza teoriei electronice (Ostwald- Pisarjevski ) cele două procese conjugate sunt de:
Oxidare, fenomenul de pierdere de electroni (mărirea numărului de oxidare a unei specii atomice constituente ):
Red1- ne‾ ↔Ox1
Reducerea, fenomenul de acceptare de electroni ( micşorarea numărului de oxidare a unei specii atomice constituente ):
Ox2+ ne‾ ↔Red2
Procesele de oxidare şi reducere sunt simultane, reversibile şi se desfăşoară cu respectarea conservării sarcinii electrice pe întregul sistem ( numărul electronilor cedaţi de reducător este egal cu numărul de electroni acceptaţi de oxidant ):
nRed1+ mOx2↔nOx1+ mRed2
În general cele două procese oxidarea şi reducerea nu pot fi separate decât cu o singură excepţie în cazul proceselor de electrod, când aceste reacţii sunt localizate şi separate la nivelul electrozilor.
Porţiunea din sistemul de reacţie la care are loc una din reacţii se numeşte electrod sau semicelulă galvanică, şi este format dintr-un conductor de ordin întâi, electronic ( metal ) introdus într-un electrolit , conductor de ordin doi, ionic.
Factorul energetic care apare şi se consumă în procesele eletrochimice este curentul electric.
În procesele electrochimice la anod are loc oxidarea (cedarea de electroni ) iar la catod, reducerea (acceptarea de electroni ).
4.1.1.Principiul de funcţionare al pilelor electrochimice
Pilele electrochimice sunt dispozitive care transformă energia chimică în energie electrică.
În principiu, sunt formate din două semicelule galvanice, deci din doi electrozi, electrozi imersaţi în două cupluri redox conjugate, diferite, legate între ele prin intermediul unui conductor ionic (punte de sare, membrană semipermeabilă anionic ).
Când se stabileşte contactul între cele două semicelule are loc reacţia la nivelul electrozilor:
Pilă generală:
Ex. Pila Daniel- Iacobi:
Echilibrul chimic
Reacţiile chimice reprezintă în esenţă o transformare a unor substanţe (reactanţi) în altele (produşi de reacţie) prin cedarea sau acceptarea între acestea a unor particule (protoni, electroni, ioni).
Fie o reacţie chimică:
aA+bBcC+dD
Ri = A, B reactanţi
Pj = C, D produşi de reacţie
υRi, υRj = coeficienţi stoechiometrici ai acestora
Echilibrul chimic (din punct de vedere cinetic ) reprezintă starea sistemului chimic atunci când viteza reacţiei directe (1) este este egală cu viteza reacţiei inverse (2).
Conform cineticii formale:
iar la echilibru avem:sau şi .Din această ecuaţie rezultă:
sau general:
Relaţiile de mai sus reprezintă expresia matematică a Legii acţiunii maselor (Legea Guldberg- Waage)
„Într-un sistem chimic (reacţie chimică) aflat la echilibru, raportul produsului concentraţiei produşilor de reacţie şi al produsului concentraţiei reactanţilor, ridicate la coeficienţii lor stoechiometrici, este o constantă.” (la p şi T constant).
3.2. Echilibre acido- bazice
3.2.1. Produsul ionic al apei. Noţiunea de pH.
În teoria protolitică (Brönsted) acizii reprezintă substanţe capabile să cedeze protoni, iar bazele să accepte.
Apa este o substanţă amfoteră având un comportament opus substanţei cu care interacţionează.
În apa pură apare un echilibru prin care apa disociază în ioni proprii manifestând caracterul amfoter amintit:
Sau
Conform legii acţiunii maselor:
Valoarea foarte mică a CH+ şi CHO- conduce la: (iar CH+ = CHO-)
ionigram2/litru2 în condiţii standard (298Kşi 1atm.). Deci .
Introducând acizi în apă va creşte concentraţia de hidrogen (CH+) şi proporţional, ţinând cont de Pi scade concentraţia ionilor de hidroxil (CHO-).
Folosirea acestor concentraţii mici exprimate in baza zece nu este comodă în prezentarea acidităţii sau bazicităţii soluţiilor (mediilor) şi de aceea Sörensen a introdus noţiunea de pH, adică exponentul cu semn schimbat a concentraţiei ionilor de hidrogen.( pH=-lgCH+).
În mod analog se defineşte noţiunea de pOH, adică exponentul cu semn schimbat în baza zece a concentraţiei ionilor de hidroxil (pOH=-lgCHO-):
şi
dar
deci:
Metode de protecţie a metalelor împotriva coroziunii
1. Cursul nr.6
Metode de protecţie a metalelor
împotriva coroziunii
Posibilităţile de bază pentru protecţia materialelor împotriva coroziunii
sunt: protecţia pasivă şi protecţie activă (tabelul 6.1).
6.1 Protecţie pasivă
Se realizează prin aplicarea de straturi protectoare. Straturile trebuie să fie
mai rezistente la coroziune în condiţiile date decât materialul pe care-l protejăm.
În domeniul protecţiei împotriva coroziunii alegerea raţională a
materialului este cea mai importantă metodă de protecţie. În tabelul 6.1 se
prezintă comportarea câtorva metale în diverse medii corozive.
6.1.1 Aplicarea depunerilor protectoare
Metoda constă în acoperirea suportului cu un strat de metal, oxid, fosfat,
silicat, sau cu un strat de natură organică rezistent la coroziune decât metalul-
suport.
Straturi protectoare metalice
Depunerea straturilor protectoare metalice se poate realiza prin
electrodepunere (galvanizare), prin cufundarea la cald, prin pulverizare, prin
difuzie termică, sau prin placare.
Acoperiri anodice sunt acelea la care potenţialul metalului de bază este
mai electropozitiv. De exemplu acoperirile de zinc şi cadmiu pe fier şi oţel.
Metalul din stratul depus are potenţial mai electronegativ decât a
metalului de bază, şi în cazul existenţei unor discontinuităţi în stratul protector
(pori, zgârieturi, fisuri, exfolieri, etc.) se pot forma elemente în care stratul
metalic depus (mai electronegativ), joaca un rol de anod şi se dizolvă, iar stratul
de bază (piesa ) este catod.
Aceste acoperiri prezintă dezavantajul că în timp, aspectul lor se
înrăutaţeşte.
Acoperiri catodice. Stratul metalic depus este mai electropozitiv decât
metalul de bază. Aceste straturi protectoare numai dacă nu prezintă porozităţi,
zgârieturi, fisuri, deci sunt continue. Existenţa porilor sau a discontinuităţilor în
strat de orice natură, duce la formarea micropilelor, în care metalul piesei
funcţinează drept anod şi se dizolvă, iar metalul din strat de orice natură, duce la
formarea micropilelor, în care metalul piesei funcţionează drept anod şi se
dizolvă iar metalul din strat este catod.
2.
3. Tabelul 6.1
Comportarea câtorva metale în diverse medii corozive
Substanţa Rezistent la coroziune în:
f= foarte, p= putin
Nerezistent la coroziune
în:
Cuprul -în acizi care nu produc
oxidarea lui
- aer: CuO2 roşu brun
temperatură (CuO brun
închis)
- aer+ CO2, hidrocarburi
de cupru
- HCl, H2SO4- la
temperatură
- cianuri
- acizi organici (nitric)
- vapori de apă H2O+H2
(boala hidrogenului-
fragilitate Cu)
Aluminiul -datorită filmului de
Al2O3
- acid cianhidric
- acid clorhidric
- acid clorhidric
- acid nitric
- Cl, F la temperatură
ridicată
- NaOH
- Hg şi săruri de Hg
Nichelul - atmosferă
- aer uscat
- acizi
- atmosferă umedă
- CO
Fierul - soluţii oxidante
- alcaline
- apă dură
- ape dulci
- acizi
Cromul - HNO3
- aer rece şi cald
- oxigen, alte gaze
- soluţii alcaline
concentrate
- HCl, H2SO4
Plumbul - HCl, H2SO4
- atmosferă
- apă
- HNO3
Staniul - atmosferă
- mediu acid P
- HF
Wolframul
Molibdenul
- săruri acizi,
- soluţii alcaline la
temperaturi joase
- la temperatură este atacat
de majoritatea substanţelor
(necesită atmosferă
protectoare)
Titanul - aer, apă, apă de mare,
soluţii alcaline diluate
- acizi
4. Tabelul 6.2
Caracteristicile straturilor protectoare
Felul depunerii Caracteristici
Catodică - continue
- lipsite de pori
- aderenţă bună la suprafaţa materialului suport
- rezistenţă mecanică
- rezistenţă la uzură
- grosime uniformă
Anodică - nu este necesar sa fie complet lipsită de pori,
deoarece metalul suport este catodul
De aceea ele se realizează în staturi suficient de groase de aproximativ
50μm, dar niciodată prea groase.
Caracterul anodic sau catodic al depunerilor metalice este influenţat de
mediul de coroziune şi de condiţiile de exploatare. În funcţie de temperatură şi
de pH-ul mediului, metalele îşi modifică potenţialul de electrod. Astfel zincul nu
mai protejează oţelul la temperatuir peste 70º- trecând un potenţial mai
electropozitiv. De asemenea, stratul de Sn pe oţel este o acoperire catodică
tipică, dar în mediu de acizi organici devine anodică deoarece staniul fornează
combinaţii complexe cu compuşii organici şi astfel potenţialul lui devine mai
electronegativ.
Straturi metalice depuse electrochimic
Se realizează prin electroliza soluţiilor apoase care conţin ionii metalului
de depunere. Piesa de acoperit constituie catodul, iar anodul poate fi din metalul
care urmează să fie depus (anod solubil) sau dintr-un material inert în condiţiile
de electropunere (anod insolubil). Piesa ce urmează să fie acoperită, după ce a
fost pregătită corespunzător (decapată, degresată, spălată, etc.), se introduce în
baie de electroliză la catod la densitatea de curent cerută de proces şi un timp
suficient pentru a realiza grosimea dorită. În funcţie de gradul de agresivitate al
mediului coroziv, grosimea stratului de depunere va fi diferită (tabelul. 6.3).
Durata procesului de depunere pentru obţinerea grosimii statului dorit se
calculează cu relaţia:
C
C R
D
K
d
t
60
(6.1)
Unde: d= grosimea depunerii;
γ= greutatea specifică a metalului depus;
Dc= densitatea de curent;
Rc= randamentul de curent;
5. K= echivalentul electrochimic al metalului care de depune.
Tabelul 6.3
Grosimea straturilor protectoare in funcţie de agresivitatea mediului
Condiţii uşoare- exploatarea în încăperi cu temperatura de maxim 25ºC, şi
umiditatea relativă a aerului de aproximativ 65%
Condiţii medii- exploatarea în exterior, la climat tropical uscat sau rece
(regiuni subarctice).
Condiţii grele- exploatarea în exterior sau sub spaţii acoperite în climat
temperat neimpurificat sau în încăperi în care se produce condensarea vaporilor.
Condiţii foarte grele- exploatare în exterior sau sub spaţii acoperite în
climat tropical umed sau în orice climat cu atmosferă impurificată cu gaze
agresive (SO2, CO2) sau în climat marin (aerosoli de NaCl).
Zincarea este o protecţie anodică, conferă oţelului o protecţie foarte bună
în: aer uscat sau cu umiditatea moderată, în aer impurificat cu gaze de ardere sau
gaze sulfuroase, în contact cu apa potabilă, cu apa de răcire (până la 70ºC) sau în
prezenţa produselor petrolifere, atmosferă marină. Dacă stratul de zinc este
pasivat sau vopsit se mareşte rezistenţa la coroziune.
Cadmierea (depunere anodică) este utilizată pentru protejarea pieselor şi
a utilajelor ce lucrează în climat tropical umed şi în atmosferă marină. Este mai
costisitor decât zincul şi se aplică în straturi care apoi se pasivează.
Cuprarea nu se utilizează ca depunere anticorozivă independentă, ci se
foloseşte ca strat intermediar la nichelare, cromare, argintare la protecţie locală
împotriva carburării, în timpul tratamentului termic de cementare, ca strat
lubrifiant la trefilare sau ştanţare, la obţinerea bimetalului cupru- fier şi la
recondiţionarea pieselor uzate.
Nichelarea, fără straturi intermediare se utilizează la protecţia fierului în
soluţii alcaline, instrumente medicale, utilaje din industria alimentară, piese
expuse frecării (măreşte duritatea superficială). La atacul atmosferei nu rezistă
6. decât aplicat în straturi suficient de groase şi neporoase sau pe strat intermediar
de cupru. Acoperiri de mare rezistenţă se obţin prin realizarea unui strat lucios şi
unul semilucios (nichelul Duplex). Pentru a-i mări duritatea şi îmbunătăţi
aspectul, peste nichel se depune crom. În strat foarte subţire se aplică oţel
înaintea cuprării în baie acidă.
Cromarea se utilizează pentru mărirea durităţii superficiale (cromare
dură), a măririi rezistenţei la uzură în condiţii de frecare (cromare dură şi
poroasă), recondiţionarea pieselor uzate. Conferă oţelului o bună protecţie în
atmosfera de CO2 şi SO2. Cromul depus pe strat intermediar de cupru şi nichel
se face în scop decorativ protector şi pentru mărirea coeficientului de reflexie al
suprafeţelor.
Stanarea se foloseşte la acoperirea pieselor în industria alimentară,
segmenţi de piston ai pistoanlor de aluminiu, ai contactelor electrice, ai
cablurilor de cupru. În contact cu soluţii de săruri anorganice sau cu apa
potabilă, depunerile de staniu trebuie protejate suplimentar prin pasivare sau
vopsire.
Plumbuirea se exacută pentru protecţia maşinilor şi aparatelor ce
lucrează în acid sulburic, sulfaţi, sulfuri, sau în atmosferele industriale de gaze
sulfuroase.
Argintarea protejează aparatura chimică împotriva soluţiilor alcaline, a
contactelor electrice, măreşte coeficientul de reflexie al suprafeţelor protectoare.
Aurirea se aplică pentru protecţia unor aparate ca: balanţele analitice,
bombele calorimetrice, etc.
În tabelul 6.4 se dau câteva reţete şi condiţiile de lucru pentru obţinerea
depunerilor prezentate.
Straturile metalice se pot depune şi prin scufundarea pieselor în topitura
de metal protector, prin trimiterea pe suprafaţa ce trebuie protejată a unui curent
de particule fine de metal topit, dispersat cu ajutorul aerului comprimat
(metalizare prin pulverizare), prin punerea în contact a piesei cu pulbere sau
vaporii de metal la temperaturi înalte (difuzie termică). Operaţiile de obţinere a
straturilor prin difuzie la cald a aluminiului, cromului şi siliciului poartă numele
de termoalitare, termocromare şi termosiliciere.
Straturi protectoare nemetalice organice
Peliculele de vopsele sunt formate din substanţe policulogene, cu divese
adaosuri (pigmenţi) dizolvate în solvenţi potriviţi şi care se aplică pe suprafaţa
de protejat. După uscare formează o peliculă aderentă cu proprietăţi protectoare.
Protecţia acestor pelicule nu constă într-i simplă izolare mecanică a metalului în
mediul coroziv.
9. Oxidarea aluminiului şi aliajelor de aluminiu realizează o protecţie
anticorozivă, aspect decorativ, strat decorativ, strat izolator electric, rezistent la
uzură şi substrat pentru acoperiri ulterioare.
Straturi protectoare obţinute prin fosfatare. Pe suprafaţa metalului se
depune o peliculă protectoare de fosfaţi insolubili. Se utilizează la protejarea
fontei şi oţelurilor nealiate. Stratul de fosfaţi este aderent, are structură poroasă
şi proprietăţi absorbante de aceea este folosit şi ca înlocuitor de grund pentru
acoperirile cu vopsea. Aceste straturi nu oeră decât o slabă protecţie anticorozivă
pentru medii uşoare. Din acest motiv este necesar un tratament suplimentar de
pasivare al peliculei, de impregnare sau de acoperire cu lacuri şi vopsele. Pentru
pasivare se utilizează soluţie de bicromat sau lacuri şi vopsele. Pasivarea se face
în soluţie de bicromat de potasiu 50- 80 g/l, la temperatură de 70- 80ºC timp de
10- 15 minute. Impregnarea cu ulei se face prin imersia pieselor în ulei
anticoroziv cald timp de 10 -15 minute, după care este prevăzută o
dehidrogenare la temperatura de 180ºC.
Cromatarea reprezintă o metodă de protecţie a metalelor neferoase ca Zn,
Al, Mg, Cd, Cu cu un strat de cromaţi alcalini micşti de grosime 0,5- 1,0 μm.
Condiţii de obţinere a unor straturi anorganice protectoare sunt trecute în
tabelul 6.5.
Tabelul 6.5
Condiţii de obţinere a unor straturi protectoare metalice
10.
11. 6.2 PROTECŢIA ACTIVĂ
Se referă la acţiunea de modificare a sistemului de coroziune, care
cuprinde: materialul, mediul atacant şi condiţiile de coordonare (temperatură,
pH, concentraţie în oxigen, presiune, durată, etc). Măsurile active de protecţie se
pot extinde asupra tuturor elementelor care compun sistemul (fig 6.1).
6.2.1 TRATAREA MEDIULUI, CU SCOPUL DE A MICŞORA
CARACTERUL LUI AGRESIV
Îndepărtarea agentului oxidant
Oxigenul, fiind principalul agent oxidant la coroziune în gaze şi la
temperatură înaltă, şi agentul depolarizant în cele mai multe procese de
coroziune electrochimice este necesar să fie îndepărtat din sistem pentru a
reduce coroziunea.
Degazarea termică. Prin aceasta se asigură îndepărtarea oxigenului,
aerului şi în general gazele dizolvate în lichide. Metoda se bazează pe variaţia
solubilităţii gazelor cu temperatura.
Dezoxigenarea chimică. Se realizează fie prin trecerea apei printr-un strat
de material capabil să lege oxigenul (schimbători de ioni cu proprietăţi redox,
aşchii de oţel), fie prin dizolvarea în apă (a cantităţii bine dozate) de substanţe
reducătoare care să reacţioneze cu oxigenul dizolvat (sulfit de sodiu sau potasiu,
bioxid de sulf, sulfat feros, hidrazină etc)
2Na2SO3+ O2→ 2Na2SO4
N2H4+ O2→ N2+ 2H2O
Dezoxigenarea electrochimică. Se trece apa printr-un sistem de celule de
electroliză, prevăzute cu electrozi bipolari de oţel. Oxigenul este consumat în
două procese:
- la catod O2+ 2H2O+ 4eˉ → 4OH ˉ
- la anod Fe+ 2OH ˉ→ Fe (OH)2 + 2eˉ
4Fe (OH)2 + O2+ 2H2O → Fe (OH)3
Se realizează o îndepărtare totală a oxigenului. Dezavantajul este că apa
trebuie filtrată înainte de utilizare.
Menţinerea unei atmosfere protectoare. Prin aceasta se realizează
protecţia pieselor metalice supuse tratamentelor termice şi prelucrării la
12.
13. Inhibitorii catodici nu înlătură coroziunea ci numai micşorează efectele ei
şi nu sunt periculoşi.
Inhibitorii de absorbţie. Sunt substanţe organice puternice polare, care se
absorb pe suprafaţa metalului şi frânează ambele procese de electrod. Aceştia
sunt foarte eficace în medii acide şi neutre dar nu se folodesc în mediu alcalin, în
tabelul 6.6 sunt trecuţi inhibitorii mai des utilizaţi.