Aspecte fundamentale si • protectie anticoroziva

Editura Stiintifid P ~i EnciclopedicP

CUPRINS

I '

Listii de simboluri 5i prescurtiiri 1

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . Introducere 1.1. Generaliidfi . Scurtd reirospectivd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2. Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pi Corozinnea ehtmicH '

'2.1. Aspecte specifice ale coroziunii chimice . Oxidtrred metalelor . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.2. Termodinamica coroziunii chimice .,

2.3. Cinetica oxidcirii metalelor . Fenomene de conductanfd gi transfer de musd prin pcli tub sup& . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ficiald de oxid ,

2.3.1. Legile de crqtere a pelicuklar de oxizi . . . . . . . . . . . . . i . . . . . . . 1 t . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4. Siructura oxizilor formati pe fier

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5. Ozidarea aliajelor metalice ': 2.6. Influenla unor factori asupm o x i d k i i metalelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 . Coroziunea eleetmchimicai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1. Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Potentiale de electrod , . 3.2.1. Potentiale de electrod absolute (nnick) . . . . . . . . . . . . . . . . . .

F o r p electromotoare (FEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. Potentiale de electrod relative . Ekectrozi de refexin@ . . . . . . . . . . . 3.2.3. Calcnlul unor potentiale de electrod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.3. Tipuri de pile galvanice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4. Stratul dublu &driq .', , I ! :

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5. Adsorbfia (electrosorb#ia) ,la interfafn MIS , 3.5.1. Fenomene ile electrocapilaritate . . . . . . . . ' ' ',- "

3.5.2. Miisurarea adsorbtiei ; lzoterme de adsorbtie . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.3. Efecte ale adsorbtiei asupra reactiilor de electrod . . . . . . . . . : . . .

3.6. Diagrame potential-pH (Pourbaix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7. Vitezacoroziunii electrochimice . Elemente de cinetied electrochimitti . . . . . . . ' . . .

3.7.1. Transfer monoelectronic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7.2. Transfer polielectronic . . . . . . . . . . . . . . . ' ? ' . . . . . . . . 3.7.3. Corectii aduse ecuatiei cinetice a reactiei de electrod . , , . . . . . . . . 3.7.4 Tipuri de supratensiuni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7.5. Curbe de polarizare . Diagrame Edeleanu-Evans . Potentile mixte . . . . . .

. 3.7.6. Tehnica investighii proceselor de electrod . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.7.6.1. Metode electrochimice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.7.6.1.1. Metode de stare stationarii directe PA indirecte . . . . . , 3.7.6.1.2. Metode de stare nestationaffi . E f ~ t u l inc5~q5irfii strat'ului

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . dublu , 3.7.6.1.3. Metode de perturb&? .a p o t e ~ ~ l u l u i . . . . . . . . . .

3.7.6.1.3.1. ~ronogalyanon$e&ia (c;rqnoamper6metria) . . . . 3.7.6.1.3.2. ~ronoculomet~ia . , . . . . . . . . . . . . 3.7.6.1.3.3. Saltul de tensitme fntre ES qi CE . . . . . . 3.7.6.1.3.4. Voltapletrie liniare ~i Gclicfi . . . . . . . . . 3.7.6.1.3.5. Voltametrie liniars pe dectrod pic@tor de mercur .

polarografia . ~ensitalea . 4~ curent limit& . . . .

3.7.6.1.3.6. Eledrodul disc rotitor . . . . . . . . . . . . 101 3.7.6.1.4. Metode de perturbare a curentahi . . . . . . . . . . . . 102

3.7.6.1.4.1.Saltvlunic decurent . . . . . . . . . . . . . 102 3.7.6.1.4.2. S4&44lkl6Mu* de curent . . . . . . . . . . . . 102

3.7.6.1.5. Metodedeperturbare a cantitilui de electricitate . . . . 102 3.7.6.1.6. Alte metode electrochimice . . . . . . . . . . . . . . 103

3.7.6.1.6.1. MhurIitori de impedan* . . . . . . . . . . . 103 3.7.6.1.6.2. Redresarea faradaicfi gi distorsionarea semnalelor

periodice . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.7.6.2. Metode fizico-chimice de cercetare a mecanismului de reactie . . . 103

3.7.6.2.1. Reflexie total5 atenuatil . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.7.6.2.2. Reflexie extern& . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.7.6.2.3. Elipsometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.7.7. Aspecte fundamentale ale coroziunii metalelor in absent3 filmelor oxidice su- perficiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

A " . " . ' 5 !71 . 1" 3 . a * . , 106 3.8. Procesul caiodic ce insofe~te coroziunea . . . . . . . . . . . . 3.8.1. Depolarizarea prin reducerea ionilor hidrogen . . . . . . . . . . . . . . . 108

. . . 3.8.1.1. Controlul catodic a1 coroziunii . . . . . . . . . . . . . . . ' ' 108

. 3.8.1.2. Controlul anodic a1 coroziunii . . . . . . 1, , , . . . . . , t t 109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.1.3. Controlul mixt 110 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.1.4. Calcul numeric 111

. . . . . . . . . . . . . 3.8.1.5. Fragilizarea metalelor prin bidrogen oclus 112 . . . . . . . . . . . . . . . . . , 3.8.2. Depolarizarea prin reducer- oxigenului :, a 114

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.2.1. Controlul difuziv wtodic 114 3.8.2.2. Efectul temperaturii, al concentravei salio': gi a1 $\ezei de cuTgere . 115

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.3. Depolarizarea prin reducerpa acidului nitric " 116 1 , . . . . . . ' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.4. Alte sfsteme redgx < 117

3.9. Tipuri de coroziune electrochimic& . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.1. Coroziunea (galvanicii) prin macropile galvanlee 119

3.9.2. Pile de concentrage cu oxigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.3. Pile de concentratie cu ion metalic 122

. . . . . . . . . . . 3.9.4. Pile formate prin defcrte ale filmuluide'nxid pnsivant : 122 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.5. Pile electrolitice 125

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.6. Micropile galvanice 125 .. Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . , . . . . . . . . . , 1.26 4.Pasivarea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 . 127

4.1. Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. . . . . . . . 127 . . . . > . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Pasinarea unor metale Curbe de polarizare 128

. . . . . . . . . '4.3. Pasinarea aliajelor . . . . . . . . . . . . . . . , C .!.. . . 1 3 1 4.4. Comportarea siratului de oxid de pe suprolfaf~ rnetalulf!: . ; . . . . . . . . . . . I 3 4

. . . . . . . . . 4.F. Teoria pasiodirii . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . 137 Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i , . . . . . . . 138

5 . Prin~ipiifundamentale aplicate in protectia antieorozivai $i ingineria protsc)lciimtl~*zhrc . . . 139

5.1. Proteefia dicoroziudi prin schimbarea compozifiei, a siructurii gi cond[fi{lor de preluerare ' a metalelor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

. . . . . . . . . . . 5.1.1. Metale feroase . Obluri gi fonte . . , . . . . . . . . . .,. 144 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2. Metale neferoase ., , , 146

5.2. Prwenirea coroziunii prin proie-re . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . . . 147 . . . . . . . . . . . . 5.3. Profecfie anticoroziuLi prin adaos de substanfe inhibitoare ' L 151

* 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1. Clasificarea inhibitorilor de coroziune ' 151 . . . 5.3.1.1. Inhibitori anodiM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . : 151

5.3.1.2. Inhibitori catodici . . . . . . . . . . . ! . . . . . . . . . . I 5 3 . . . 5.3.1.3. Inhjbitori de adsorbtie . . . . . . . . . . . . . . : . . . . : 154

5.3.1.4. Inhibitori organiri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1.5. I n w i t o r i anorga~dci : 155

. 5.3.2. Amestemi de inblbjtaj . . . . . . . . . ' . . . . . . . . . . . . . . . . 155 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5id.8. 1nhibitoi.i in f a d 'ae vap& 156

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4. Mecanisme de a c t i ~ n e a inpibitorilor 156 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.1. Mecanismnrl fil&M' pht&t!br' : 156

5.3.4.1.1. Tedria pe$cula?k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I ' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.1.2., Tegria su tehsiunji 15

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.2. Meoanismul amr&i 15 . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.2.1. M&nfsmdl a&orB%fei mobile 15 . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4.2.2. hfmnibmul adsbtbvei stabile 15

' 5.3.5. Factoricare i n f l u e h ~ z l i inhibard coroziunii . . . . . . . . . . . . . . 15

. . . . . . 5.4. PregBirea suprafe#elor rnetalice pentru aplicarea acoperirilor protecloare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5. Acoperiri protectoare

5.5.1. Acoperiri $roteZ~oare mkie~ice . . . . . . I . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.1.1. Acoperiri metalice prin diiuzie termic5 . . . . . . . . . . . . 5.5.1.2. Acoperiri prin metalizare . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.1.3. Acoperiri protectme metalice prin imersie la cald . . . . . 5.5.1.4. Acoperiri protectoare metalice prin placare . . . . . . . . . . . .

5.5.2. Acoperiri protectoare cu pelicule de oxizi . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.3. Acoperiri protectoare cu pelicule de fosfati (fosfatarea) . . . . . . . . . . . 5.5.4. Acoperiri protectoare cu straturi de m i l . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.5. Acoperiri protectoare cu lacuri gi vopsele . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.6. Evitarea coroziunii f n industria de sintezd organicd, petrolierd ~i petrochinzicd . . . . . . 5.7. Prdecjia utilajelor din industria termoenergeticd . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.8. Enitarea ~ o r a ' i ~ m ii dmosferice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.8.1. ~ o r o z i k e a atmots fericfi a metalelor feroase . . . . . . . . . . . . . . . . 5.8.2. CorozIpnea atmosferfcii a unor metale neferoasc . . . : . . . . . . . . . . . 5.8.2.1.. Corogunea atmosfericg a cuprului . . . . . . . . . . . . . . . .

5.8.2.2. Corq@uwa atmosfericg a zincului . . . : . . . . . . . . . . I

5.9. Prdeclia ~electroehiaiicdr tqpotriva c~zoz iu~ l i i . . . . . . . . . . . . . 4 . . . . . . 5.9.1. Censidef.a$fi 'general@ . . . . . . . . . . . . . . . t . . . . . . . . . . . . 5.9.2. Protectfa 'etectmhimicfi a metalelor fmgmt~i\n eoroziur~ii ~ 1 ) t e r a n e . Protectia

catodiek . . J . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9.2.1. a Protecbia'aatodicil in absenp curentilor de dispersie . . . . . . . . . . 5.9.2.2. Protectla aatodid cu anozi de sacrificiu (sdabt l) . . . . . . . . .

' 5.9.2.3. Proteotia catodic3 a instalatiilor metaliee subterane supuse influentei -tilor de dispersie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.0.3. Protectia ~21Ncii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.10. Prdec#ia sfrud~#fldr melalice espuse corwr~ur~~l ~ i p e l rnar~ne . . . . . . . . .

B#bliqfafie . . . +. . . . . . . . . . . . . . . . . . . , . . . . . . . . . . . I '

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