Металлические покрытия

В зависимости от электрохимических свойств металлических покрытий относительно защищаемого металла различают анодные, катодные покрытия и катодные покрытия, вызывающие анодную пассивность.

Анодными называются защитные металлические покрытия, которые в данной коррозионной среде обнаруживают потенциал более электроотрицательный, чем потенциал основного металла. Примерами анодных покрытий являются цинковые, алюминиевые и кадмиевые покрытия на стали, работающей в морской воде. Они служат и механической и электрохимической защитой.

Повреждение анодного покрытия или наличие в нем пор не вызывают коррозии основного металла (стали), а способствуют разрушению самого покрытия (например, цинка). Растворение цинка вызывает катодную поляризацию стали, препятствуя ее коррозии.

Рис.15.1. Схема защиты стальной поверхности с помощью анодного цинкового покрытия

Схема защиты стальной поверхности с помощью цинкового покрытия показана на рис.15.1. Механизм защиты в данном случае идентичен механизму протекторной защиты. Образующиеся продукты коррозии заполняют места повреждений или поры, тем самым дополнительно замедляя коррозию.

Катодными называются защитные металлические покрытия, которые в данной коррозионной среде обнаруживают более электроположительный потенциал по сравнению с потенциалом основного металла. Примерами такого типа покрытий на стали являются медные, никелевые и хромовые покрытия, которые используются в распространенных коррозионных средах. Они выполняют свою роль лишь тогда, когда не имеют дефектов. Если в покрытии есть неплотности, поры, трещины, царапины, то в присутствии электролита в обнаженных местах происходит усиленное анодное растворение основного металла. Объясняется это тем, что процесс катодной деполяризации (например, восстановление кислорода) свободно протекает на всей поверхности покрытия, а площадь обнажений невелика.

Рис.15.2. Схема коррозии металла – основы при нарушении сплош-

ности в катодном покрытии

Схема коррозии металла основы, вызванной дефектом сплошности нанесенного покрытия, представлена на рис.15.2. Коррозия металла имеет при этом, как правило, язвенный характер. Таким образом, тонкие, пористые катодные покрытия не выполняют своего назначения и обычно приводят к значительно более интенсивной коррозии металла с защитным покрытием по сравнению с незащищенным металлом. Поэтому к катодным покрытиям предъявляются высокие требования, особенно с точки зрения их толщины и пористости.

При определенных условиях происходит изменение полярности системы: защищаемый металл — металл защитного покрытия. В некоторых водопроводных водах цинковое покрытие на стали, являющееся анодным при комнатной температуре, с ростом температуры выше 60 °С меняет свою полярность по отношению к стали и становится катодным покрытием, что является причиной язвенной коррозии оцинкованных труб.

Оловянное покрытие во влажной атмосфере проявляет по отношению к стальной основе катодный характер. В лишенной кислорода атмосфере, например на внутренних поверхностях консервных банок, олово является анодным покрытием, обеспечивая электрохимическую защиту стали. Известны и другие случаи изменения полярности металлических покрытий по отношению к основному металлу. Поэтому правильный выбор металлического покрытия требует знания условий, в которых оно будет использоваться.