Коррозия металлов. Способы защиты

Коррозия металлов

МБОУ СОШ №60

Трубникова Е.В.

Металлы в наше время:

Металлы в нашей жизни.

Кружевная решетка Летнего сада Санкт-Петербурга

• Уже полтора тысячелетия стоит на одной из площадей Дели железная колонна высотой около 8 метров, диаметром 65 сантиметров, массой 6,5 тонн. И, несмотря на жаркий и влажный климат Индии, не ней нет ни единого ржавого пятнышка.

• Это объясняется тем, что колонна сделана из чистого железа. А чистое железо не ржавеет.
• Сейчас лишь немногие крупнейшие металлургические лаборатории мира могут получить граммы железа такой чистоты.
• Как это удалось древним индийским металлургам?!

• Эйфелева башня изготовлена из обычной стали и необратимо ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим недугом: Эйфелеву башню красили 18 раз, отчего ее масса (9000 т) каждый раз увеличивалась на 70т

«Ржа – ест железо».

• Мы видим мрачную картину, Вот ржавый гвоздь и ржавая труба, И даже новую машину За год буквально съела ржа. Ползет она как змей ужасный И вглубь, и вширь, и поперек. Корабль, краскою блиставший, С дырой в боку ко дну идет. Ржавеет все – тросы, лебедка, Опоры зданий и мостов, И даже руль подводной лодки Всегда к ржавлению готов. И где же выход из проблемы, И в чем причина бедствий тех? Найдем ответ мы непременно Пусть нам сопутствует успех.

Трубникова Е.В.

Жертвы коррозии:

Коррозия в автомобилях.

• Коррозия металла – это проблема, которой подвержен кузов каждого автомобиля. Факторы влияющие на металл автомобиля – это влага, разные химические элементы (частая мойка авто под давлением с пеной, соль на дорогах зимой и т.п.), отсутствие защиты на подкрылках и другие неприятности, приводят к появлению ржавчины в разных местах кузова автомобиля.

Трубникова Е.В.

Экономический ущерб от коррозии.

• Экономические потери от коррозии металлов огромны. В США по последним данным NACE ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1 % от ВВП (276 млрд долларов). В Германии этот ущерб составил 2,8 % от ВВП. По оценкам специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4 % валового национального продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20 % годового производства стали.

Обрушение Серебряного моста.

• Ржавчина является одной из наиболее распространенных причин аварий мостов. Так как ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходная масса железа, её наращивание может привести к неравномерному прилеганию друг к друга конструкционных деталей.  15 декабря 1967 года Серебряный мост, соединяющий Поинт-Плезант, штат Западная Виржиния, и Канауга, штат Огайо, неожиданно рухнул в реку Огайо. В момент обрушения 37 автомобилей двигались по мосту, и 31 из них упали вместе с мостом. Сорок шесть человек погибли, и девять серьезно пострадали. Помимо человеческих жертв и травм, был разрушен основной транспортный путь между Западной Виржинией и Огайо. Причиной обрушения стала коррозия.

• В начале ХХ века из нью-йоркского порта вышла в открытый океан красавица яхта. Её владелец, американский миллионер, не пожалел денег, чтобы удивить свет: корпус яхты был сделан из очень дорогого в то время алюминия, листы которого скреплялись медными заклёпками. Это было так красиво: сверкающий серебристым блеском корабль, усеянный золотистыми головками заклёпок!

• Однако недолго наслаждался владелец новой яхты. Через несколько дней, когда в океане поднялось лёгкое волнение, обшивка корпуса вдруг начала расходиться, и яхта быстро пошла ко дну. Команда едва успела спустить на воду шлюпки, которые… тоже были из алюминия с медью. К счастью, незадачливых мореплавателей подобрало проходившее мимо судно.

Коррозия металлов.

• Коррозия-это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием окружающей среды

• Виды коррозии (по процессам) :

• Химическая коррозия;
• Электрохимическая коррозия.

Задачи урока.

• Изучить химическую и электрохимическую коррозию как окислительно-восстановительный процесс;
• Рассмотреть бытовые и экономические проблемы, вызываемые коррозией;
• Способы защиты от коррозии.

Химическая коррозия.

• Химическая коррозия протекает в сухих газах(газовая коррозия) при повышенных температурах и не сопровождается возникновением электрического тока. Она происходит по механизму гетерогенной реакции

• 3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄
• 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃
• 2Fe + 3SO₂ + 3O₂ =Fe₂(SO₄)₃
• 4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3

Электрохимическая коррозия

• Электрохимическая коррозия протекает в растворах электролитов(кислоты, основания, соли, морская и речная вода, влажная почва, атмосфера любого влажного газа) и сопровождается возникновением электрического тока. Она протекает по механизму гальванического элемента.

Электрохимическая коррозия происходит в токопроводящей среде (в электролите).

Гальванический элемент

МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ

МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ

МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ

Презентация 1 группы

Презентация 2 группы

N\N пробирки

Условия опыта

№ 1

Железный гвоздь + H 2 О (кипяченая) Гвоздь в воде находится полностью, чтобы не было доступа О 2

№ 2

Наблюдения и вывод

№ 3

Гвоздь наполовину в воде

Процесс коррозии идет очень медленно.

Железный гвоздь обмотанный Zn проволокой в щелочной среде.

Наблюдается коррозия железа(образование осадка бурого цвета) процесс идет быстрее в пробирке №1 т.к. есть доступ кислорода.

№ 4

Наблюдается разрушение Zn как более активного металла, образуется осадок белого цвета.

Железный гвоздь в растворе электролита NaCl

№ 5

№ 6

Железный гвоздь в 10%-м растворе щелочи

Наблюдается более интенсивное разрушение Fe (больше осадка, чем в чистой воде)

Железный гвоздь обмотанный медной проволокой в растворе электролита NaCl

В щелочной среде коррозия не наблюдается

Идет очень сильное разрушение Fe. Здесь на процесс коррозии влияют 2 фактора:

• контакт Fe с менее активным металлом
• 2) среда электролита

Презентация 3 группы

Изучение коррозии железа в

различных электролитах

Презентация 4 группы

Презентация 5 группы

Методы защиты от коррозии

• Катодная защита основана на присоединении защищаемой металлической конструкции к отрицательному полюсу (катоду) внешнего источника постоянного электрического тока К положительному полюсу подключают анод, изготовленный из железа или графита.

• Протекторная защита основана на присоединении к защищаемой металлической конструкции листов (протекторов) из более активного металла. Протектор разрушается, предохраняя защищаемый металл.

Способы защиты от коррозии:

• Покрытия (неметаллические, металлические, химические);
• Анодная защита;
• Катодная защита;
• Протекторная защита;
• Ингибирование.

Как я усвоил материал по теме «Отчего ржавеют металлы»

• Ответы на тест:

1 вариант:

• в,е,а,г,б,д

2 вариант:

• б,д,в,е,а,г

2. а

3. б

2. б

3. а

4. б,в

5. а

4. а,в

5. б

6. б

7. а

6. а

7. в

Урок закончен. Всем спасибо.