金属の防食
進行を遅くしたり予防したりする方法はたくさんあります
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ほぼすべての状況で、 金属腐食 適切な手法を使用することで、管理、減速、または停止することさえできます。腐食防止は、環境の状況に応じてさまざまな形をとることができます。 金属 腐食中。腐食防止技術は、一般に 6 つのグループに分類できます。
環境改変
腐食は、金属と周囲環境のガスとの間の化学的相互作用によって引き起こされます。環境から金属を取り除くか、環境を変えることで、金属の劣化を即座に減らすことができます。
これは、金属材料を屋内に保管することによって雨や海水との接触を制限するのと同じくらい簡単かもしれませんし、金属に影響を与える環境を直接操作するという形をとるかもしれません.
周囲環境の硫黄、塩化物、または酸素の含有量を減らす方法は、金属腐食の速度を制限することができます。たとえば、水ボイラーの給水は、軟化剤または他の化学媒体で処理して、硬度、アルカリ度、または酸素含有量を調整し、ユニット内部の腐食を減らすことができます。
金属の選択と表面状態
すべての環境で腐食の影響を受けない金属はありませんが、腐食の原因となる環境条件を監視して理解することで、使用する金属の種類を変更することで、腐食を大幅に減らすこともできます。
金属の耐食性データは、環境条件に関する情報と組み合わせて使用し、各金属の適合性に関する決定を下すことができます。
特定の環境での腐食から保護するように設計された新しい合金の開発は、常に生産されています。 Hastelloy ニッケル合金、Nirosta 鋼、および Timetal チタン合金はすべて、腐食防止用に設計された合金の例です。
表面状態の監視は、腐食による金属の劣化を防ぐためにも重要です。ひび割れ、裂け目、凹凸のある表面は、操作上の要件、摩耗や裂け目、または製造上の欠陥の結果であるかどうかにかかわらず、すべて腐食の速度を速める可能性があります。
適切な監視と不必要に脆弱な表面状態の排除、およびシステムが反応性金属の組み合わせを避けるように設計されていること、および金属部品の洗浄またはメンテナンスに腐食剤が使用されていないことを確認するための措置もすべて、効果的な腐食削減プログラムの一部です。 .
陰極防食
ガルバニック腐食は、2 つの異なる金属が腐食性電解質内に一緒に存在する場合に発生します。
これは、海水に一緒に沈められた金属の一般的な問題ですが、2 つの異なる金属が湿った土壌に近接して浸されたときにも発生する可能性があります。これらの理由から、ガルバニック腐食は船体、オフショア リグ、石油およびガス パイプラインを攻撃することがよくあります。
陰極防食は、金属表面の不要な陽極 (活性) サイトを逆電流の適用により陰極 (不活性) サイトに変換することによって機能します。この逆方向の電流は自由電子を供給し、ローカル アノードをローカル カソードの電位に分極させます。
陰極防食には 2 つの形式があります。 1つ目は、ガルバニック陽極の導入です。犠牲システムとして知られるこの方法は、電解環境に導入された金属陽極を使用して、陰極を保護するために自分自身を犠牲にします (腐食)。
保護が必要な金属はさまざまですが、犠牲陽極は一般に、亜鉛、アルミニウム、またはマグネシウムなど、最も負の電位を持つ金属でできています。ガルバニック シリーズは、金属と合金のさまざまな電位 - または貴金属 - の比較を提供します。
犠牲システムでは、金属イオンがアノードからカソードに移動するため、アノードは他の方法よりも速く腐食します。そのため、陽極は定期的に交換する必要があります。
陰極保護の 2 番目の方法は、印加電流保護と呼ばれます。この方法は、埋設されたパイプラインや船体を保護するためによく使用され、電解液に供給される代替の直流電源が必要です。
電流源のマイナス端子は金属に接続され、プラス端子は補助アノードに接続され、電気回路を完成させるために追加されます。ガルバニック (犠牲) 陽極システムとは異なり、印加電流保護システムでは、補助陽極は犠牲になりません。
阻害剤
腐食防止剤は、金属の表面または環境ガスと反応して腐食を引き起こし、腐食を引き起こす化学反応を中断する化学物質です。
阻害剤は、金属の表面に吸着して保護膜を形成することで機能します。これらの化学物質は、溶液として、または分散技術による保護コーティングとして適用できます。
腐食を遅らせる阻害剤のプロセスは、以下に依存します。
- 陽極または陰極分極動作の変更
- 金属表面へのイオン拡散の減少
- 金属表面の電気抵抗を上げる
腐食防止剤の主な最終用途産業は、石油精製、石油とガスの探査、化学製品の製造、および水処理施設です。腐食防止剤の利点は、予想外の腐食に対抗するための是正措置として金属にその場で適用できることです。
コーティング
塗料やその他の有機コーティングは、金属を環境ガスの劣化効果から保護するために使用されます。コーティングは、使用するポリマーの種類によって分類されます。一般的な有機コーティングには次のものがあります。
- 空気乾燥時に架橋酸化を促進するアルキドおよびエポキシエステルコーティング
- 二液ウレタン塗装
- アクリルおよびエポキシポリマーの両方の放射線硬化型コーティング
- ビニル、アクリル、またはスチレンポリマーの組み合わせラテックスコーティング
- 水溶性塗料
- ハイソリッドコーティング
- 粉体塗装
メッキ
金属コーティングまたはメッキを適用して、腐食を防止し、審美的で装飾的な仕上げを提供できます。金属コーティングには、次の 4 つの一般的なタイプがあります。