5.5. Контрольные вопросы

1. Какова сущность катодной защиты?

2. Перечислите достоинства и недостатки катодной защиты.

3. Какова область применения катодной защиты?

4. Что такое оптимальная плотность тока защиты?

5. Что такое защитный эффект, степень защиты, коэффициент защитного действия и как они определяются?

6. Из каких материалов изготавливаются аноды?

7. Что такое «засыпка» и в каких случаях она применяется?

8. Что такое станции катодной защиты?

Лабораторная работа № 6. Протекторная защита металлов от коррозии

6.1. Цель работы

Исследовать эффективность защиты стали от коррозии с помощью протектора в нейтральном электролите (определить защитный эффект, степень защиты, коэффициент защитного и полезного действия протектора).

6.2. Пояснения к работе

Протекторная защита металлических конструкций от коррозии является одним из способов электрохимической катодной защиты и состоит в том, что к защищаемой металлической конструкции присоединяется протектор (какой-либо другой металл или сплав), имеющий в данной коррозионной среде потенциал более электроотрицательный, чем потенциал металла защищаемой конструкции.

Механизм защиты металлов от коррозии с помощью протектора аналогичен механизму катодной защиты внешним током. Между защищаемым металлом и протектором протекает электрический ток. При этом поверхность защищаемого металла поляризуется катодно, его потенциал смещается в отрицательную сторону, что приводит к ослаблению работы локальных анодных участков и (или) к их превращению в катодные, т.е. уменьшению или полному прекращению коррозионного процесса. Анодный процесс при этом протекает на протекторе, который постепенно растворяется. После полного растворения протектора или потери его контакта с защищаемым металлом, протектор необходимо заменить или восстановить его контакт с защищаемым металлом.

Однако, если при катодной защите защитная плотность тока может регулироваться в широких пределах, то при защите с помощью протектора степень защиты зависит от его электрохимических характеристик: начального электродного потенциала, поляризуемости, величины поверхности, стабильности работы во времени и т.д.

В качестве протектора чаще всего используют магний, цинк и их сплавы. Алюминий применяют реже, т.к. он быстро покрывается очень плотной оксидной пленкой, которая пассивирует его и ограничивает токоотдачу.

Свойства, определяющие практическую пригодность протекторных металлов и сплавов, следующие: достаточно высокий отрицательный потенциал в данной среде; равномерность анодного растворения, незначительное саморастворение; малая анодная поляризация, высокая практическая токоотдача; не дефицитность, низкая стоимость.

Протектор работает эффективно, если переходное сопротивление между ним и окружающей средой невелико. В процессе работы протектор, например цинковый, может покрываться слоем нерастворимых продуктов коррозии, которые изолируют его от окружающей среды и резко увеличивают переходное сопротивление. Для борьбы с этим явлением протектор помещают в наполнитель – смесь солей, которая создает вокруг него определенную среду, облегчающую растворение продуктов коррозии и повышающую эффективность и стабильность работы протектора в грунте. Действие протектора ограничивается определенным расстоянием. Максимально возможное удаление протектора от защищаемой конструкции называется радиусом действия протектора. Он зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются: электропроводность среды, разность потенциалов между протектором и защищаемой конструкцией, поляризационные характеристики. С увеличением электропроводности среды защитное действие протектора распространяется на большее расстояние.

Протекторную защиту, по сравнению с катодной, целесообразно использовать в тех случаях, когда получение энергии извне связано с трудностями.

Основные достоинства протекторной защиты: независимость от ис­точника тока, простота монтажа, возможность применения локальной защиты, незначительное влияние на соседние конструкции.

Основными недостатками протекторной защиты являются безвозвратная потеря металла анода и вследствие этого необходимость периодической его замены, загрязнение окружающей среды продуктами коррозии. Кроме того, область использования протекторов ограничивается удельным сопротивлением среды и сравнительно небольшим защитным током.