W praktycznie każdej sytuacji korozja metali można nim zarządzać, spowolnić, a nawet zatrzymać, stosując odpowiednie techniki. Zapobieganie korozji może przybierać różne formy w zależności od okoliczności metal skorodowane. Techniki zapobiegania korozji można ogólnie podzielić na 6 grup:
Modyfikacja środowiska
Korozja jest spowodowana interakcjami chemicznymi między metalem a gazami w otaczającym środowisku. Usuwając metal ze środowiska lub zmieniając jego rodzaj, można natychmiast zmniejszyć degradację metalu.
Może to być tak proste, jak ograniczenie kontaktu z deszczem lub wodą morską poprzez przechowywanie materiałów metalowych w pomieszczeniu lub może mieć formę bezpośredniej manipulacji środowiskiem wpływającym na metal.
Metody zmniejszania zawartości siarki, chlorków lub tlenu w otaczającym środowisku mogą ograniczyć szybkość korozji metalu. Na przykład woda zasilająca kotły wodne może być uzdatniana za pomocą zmiękczaczy lub innych środków chemicznych dostosować twardość, zasadowość lub zawartość tlenu w celu zmniejszenia korozji wnętrza jednostka.
Wybór metalu i stan powierzchni
Żaden metal nie jest odporny na korozję we wszystkich środowiskach, ale dzięki monitorowaniu i zrozumieniu warunków środowiskowych które są przyczyną korozji, zmiany rodzaju używanego metalu mogą również prowadzić do znacznego ograniczenia korozja.
Dane dotyczące odporności na korozję metali mogą być wykorzystywane w połączeniu z informacjami o warunkach środowiskowych do podejmowania decyzji dotyczących przydatności każdego metalu.
Ciągle trwają prace nad rozwojem nowych stopów, których zadaniem jest ochrona przed korozją w określonych środowiskach. Stopy niklu Hastelloy, stale Nirosta i stopy tytanu Timetal to przykłady stopów przeznaczonych do zapobiegania korozji.
Monitorowanie stanu powierzchni ma również kluczowe znaczenie dla ochrony przed niszczeniem metalu przed korozją. Pęknięcia, szczeliny lub chropowate powierzchnie, niezależnie od tego, czy są wynikiem wymagań operacyjnych, zużycia lub wad produkcyjnych, mogą powodować szybszą korozję.
Właściwe monitorowanie i eliminacja niepotrzebnie wrażliwych warunków powierzchniowych, a także podejmowanie działań w celu zapewnienia, że systemy są zaprojektowane tak, aby unikać reaktywne kombinacje metali oraz fakt, że do czyszczenia lub konserwacji części metalowych nie są używane środki powodujące korozję, są również częścią skutecznej redukcji korozji program.
Ochrona katodowa
Korozja galwaniczna występuje, gdy dwa różne metale znajdują się razem w korozyjnym elektrolicie.
Jest to powszechny problem w przypadku metali zanurzonych razem w wodzie morskiej, ale może również wystąpić, gdy dwa różne metale są zanurzone w bliskiej odległości w wilgotnej glebie. Z tych powodów korozja galwaniczna często atakuje kadłuby statków, platformy wiertnicze oraz rurociągi naftowe i gazowe.
Ochrona katodowa działa poprzez konwersję niechcianych anodowy (aktywnych) na powierzchni metalu do miejsc katodowych (pasywnych) poprzez zastosowanie przeciwnego prądu. Ten przeciwny prąd dostarcza wolne elektrony i wymusza polaryzację lokalnych anod do potencjału lokalnych katod.
Ochrona katodowa może przybierać dwie formy. Pierwsza to wprowadzenie anod galwanicznych. Metoda ta, zwana systemem protektorowym, wykorzystuje metalowe anody wprowadzone do środowiska elektrolitycznego w celu poświęcenia się (korozji) w celu ochrony katody.
Podczas gdy metal wymagający ochrony może się różnić, anody protektorowe są zwykle wykonane z cynku, aluminium lub magnezu, metali o największym ujemnym potencjale elektrycznym. Seria galwaniczna zapewnia porównanie różnych potencjałów elektrycznych - lub szlachetności - metali i stopów.
W systemie protektorowym jony metali przemieszczają się z anody do katody, co prowadzi do szybszej korozji anody niż w innym przypadku. W rezultacie anoda musi być regularnie wymieniana.
Druga metoda ochrony katodowej nazywana jest ochroną przed prądem wymuszonym. Ta metoda, która jest często stosowana do ochrony zakopanych rurociągów i kadłubów statków, wymaga alternatywnego źródła stałego prądu elektrycznego doprowadzanego do elektrolitu.
Ujemny zacisk źródła prądu jest połączony z metalem, podczas gdy dodatni zacisk jest przymocowany do pomocniczej anody, która jest dodawana w celu uzupełnienia obwodu elektrycznego. W przeciwieństwie do galwanicznego (protektorowego) systemu anodowego, w systemie ochrony przed obciążeniem prądem, anoda pomocnicza nie jest poświęcana.
Inhibitory
Inhibitory korozji to substancje chemiczne, które reagują z powierzchnią metalu lub gazami z otoczenia, powodując korozję, przerywając w ten sposób reakcję chemiczną powodującą korozję.
Inhibitory mogą działać, adsorbując się na powierzchni metalu i tworząc warstwę ochronną. Te chemikalia można nakładać jako roztwór lub jako powłokę ochronną za pomocą technik dyspersyjnych.
Proces spowolnienia korozji przez inhibitor zależy od:
- Zmiana zachowania polaryzacji anodowej lub katodowej
- Zmniejszenie dyfuzji jonów do powierzchni metalu
- Zwiększenie rezystancji elektrycznej powierzchni metalu
Główne gałęzie przemysłu, w których stosowane są inhibitory korozji, to rafinacja ropy naftowej, poszukiwanie ropy i gazu, produkcja chemiczna i zakłady uzdatniania wody. Zaletą inhibitorów korozji jest to, że można je stosować na miejscu na metale jako działanie korygujące w celu przeciwdziałania nieoczekiwanej korozji.
Powłoki
Farby i inne powłoki organiczne służą do ochrony metali przed degradacyjnym działaniem gazów środowiskowych. Powłoki są pogrupowane według typu zastosowanego polimeru. Typowe powłoki organiczne obejmują:
- Powłoki alkidowe i epoksydowo-estrowe, które po wyschnięciu na powietrzu sprzyjają utlenianiu sieciowania
- Dwuskładnikowe powłoki uretanowe
- Powłoki utwardzalne radiacyjnie z polimerów akrylowych i epoksydowych
- Kombinowane powłoki lateksowe winylowe, akrylowe lub styrenowe
- Powłoki rozpuszczalne w wodzie
- Powłoki o wysokiej zawartości części stałych
- Powłoki proszkowe
Platerowanie
Powłoki metaliczne lub galwaniczne można nakładać w celu zahamowania korozji, a także zapewnienia estetycznego, dekoracyjnego wykończenia. Istnieją cztery popularne rodzaje powłok metalicznych:
- Galwanotechnika: Cienka warstwa metalu - często nikiel, cynalub chrom - osadza się na metalowym podłożu (zazwyczaj stali) w kąpieli elektrolitycznej. Elektrolit składa się zwykle z roztworu wodnego zawierającego sole osadzanego metalu.
- Poszycie mechaniczne: Proszek metalu można spawać na zimno z metalem podłoża, obracając część wraz z proszkiem i szklanymi kulkami w obrobionym roztworze wodnym. Do nakładania cynku lub kadmu na małe części metalowe często stosuje się powlekanie mechaniczne
- Bezprądowy: Metal powłokowy, taki jak kobalt lub nikiel osadza się na metalowym podłożu za pomocą reakcji chemicznej w tej nieelektrycznej metodzie powlekania.
- Gorące zanurzanie: Po zanurzeniu w stopionej kąpieli ochronnego metalu powłoki cienka warstwa przylega do metalu podłoża.