Caratteristiche della protezione protettiva dei metalli dalla corrosione

La protezione protettiva è una delle possibili opzioni per proteggere i materiali strutturali delle tubazioni dalla corrosione. Si applica, in primo luogo, ai gasdotti e ad altre autostrade.

L'essenza della protezione del battistrada

La protezione protettiva è l'uso di una sostanza speciale: un inibitore, che è un metallo con maggiori qualità elettronegative. Sotto l'influenza dell'aria, il protettore si dissolve, a seguito del quale il metallo di base viene preservato, nonostante l'influenza di fattori corrosivi. La protezione protettiva è una delle varietà del metodo elettrochimico catodico.

Questa versione di rivestimenti anticorrosivi viene utilizzata soprattutto quando l'impresa è limitata nella sua capacità di organizzare la protezione catodica contro i processi di corrosione di natura elettrochimica. Ad esempio, se le capacità finanziarie o tecnologiche dell'impresa non consentono la costruzione di linee elettriche.

Schema di protezione sacrificale del gasdotto

Il protettore-inibitore è efficace quando la resistenza transitoria tra l'oggetto protetto e l'ambiente circostante non è significativa. Le alte prestazioni del battistrada sono possibili solo a una certa distanza. Per determinare tale distanza si applica la determinazione del raggio di azione anticorrosione del protettore applicato. Questo concetto mostra la massima rimozione del metallo protettivo dalla superficie protetta.

L'essenza dei processi di corrosione è che il metallo meno attivo durante il periodo di interazione attrae gli elettroni di un metallo più attivo ai propri ioni. Pertanto, vengono eseguiti due processi contemporaneamente:

• processi di riduzione nel metallo con minore attività (nel catodo);
• processi di ossidazione del metallo anodico con attività minima, grazie alla quale la tubazione (o altra struttura in acciaio) è protetta dalla corrosione.

Dopo qualche tempo, l'efficacia del protettore diminuisce (a causa della perdita di contatto con il metallo protetto o per la dissoluzione del componente protettivo). Per questo motivo è necessario sostituire il protettore.

Caratteristiche del metodo

I protettori per la protezione contro i processi corrosivi in ​​ambienti acidi non hanno senso. In tali mezzi, la dissoluzione del protettore avviene a una velocità maggiore. La tecnica è consigliata per l'uso solo in mezzi neutri.

Rispetto all'acciaio, metalli come cromo, zinco, magnesio, cadmio e alcuni altri sono più attivi. In teoria, sono questi metalli che dovrebbero essere usati per proteggere condutture e altre strutture metalliche. Tuttavia, ci sono una serie di caratteristiche qui, sapendo quali, si può giustificare l'insensatezza tecnologica dell'uso di metalli puri come protezione.

Ad esempio, il magnesio è caratterizzato da un alto tasso di sviluppo della corrosione, una spessa pellicola di ossido si forma rapidamente sull'alluminio e lo zinco si dissolve in modo molto irregolare a causa della sua speciale struttura a grana grossa. Per negare queste proprietà negative dei metalli puri, vengono aggiunti elementi di lega. In altre parole, la protezione dei gasdotti e di altre strutture metalliche avviene mediante l'utilizzo di varie leghe.

Vengono spesso utilizzate leghe di magnesio. Oltre al componente principale - magnesio - contengono alluminio (5-7%) e zinco (2-5%). Inoltre vengono aggiunte piccole quantità di nichel, rame e piombo. Le leghe di magnesio sono rilevanti per la protezione dalla corrosione in ambienti in cui il pH non supera le 10,5 unità (terreno tradizionale, corpi idrici dolci e leggermente salini). Questo indicatore limitante è associato alla rapida solubilità del magnesio al primo stadio e all'ulteriore comparsa di composti scarsamente solubili.

Nota! Le leghe di magnesio spesso causano crepe nei prodotti metallici e ne aumentano l'infragilimento da idrogeno.

Per le strutture in metallo situate in acqua salata (ad esempio una condotta offshore sottomarina), è necessario utilizzare protezioni a base di zinco. Tali leghe contengono anche:

• alluminio (fino allo 0,5%);
• cadmio (fino allo 0,15%);
• rame e piombo (fino allo 0,005% in totale).

In un ambiente con acqua salata, la protezione dalla corrosione dei metalli con leghe a base di zinco sarà l'opzione migliore. Tuttavia, nei corpi idrici dolci e sul suolo ordinario, tali protettori si ricoprono molto rapidamente di ossidi e idrossidi, a causa dei quali le misure anticorrosione perdono il loro significato.

I protettori a base di zinco sono più spesso utilizzati per la protezione dalla corrosione di quelle strutture metalliche dove le condizioni tecnologiche richiedono il massimo grado di sicurezza antincendio e di sicurezza contro le esplosioni. Un esempio della domanda di tali leghe sono i gasdotti e le condotte per il trasporto di liquidi infiammabili.

Inoltre, le composizioni di zinco, a seguito della dissoluzione anodica, non formano inquinanti. Pertanto, tali leghe non hanno praticamente alternativa quando è necessario proteggere un gasdotto per il trasporto di strutture petrolifere o metalliche in navi cisterna.

Nelle condizioni di acqua salata che scorre sulla piattaforma costiera, vengono spesso utilizzate leghe di alluminio. Tali composizioni includono cadmio, tallio, indio, silicio (fino allo 0,02% in totale), nonché magnesio (fino al 5%) e zinco (fino all'8%). Le proprietà protettive delle composizioni di alluminio sono vicine a quelle delle leghe di magnesio.

Combinazione di protettori e vernici

Spesso è necessario proteggere il gasdotto dalla corrosione non solo con un protettore, ma con un materiale di verniciatura. La vernice è considerata un modo passivo di protezione contro i processi di corrosione ed è veramente efficace solo se combinata con un protettore.

Questa tecnica combinata consente:

1. Ridurre l'impatto negativo di potenziali difetti nel rivestimento delle strutture metalliche (scrostamento, rigonfiamento, fessurazione, rigonfiamento, ecc.). Tali difetti non sono solo il risultato di difetti di fabbrica, ma anche dovuti a fattori naturali.
2. Ridurre (a volte di una quantità molto significativa) il consumo di costosi protettori, aumentandone la durata.
3. Rendere più uniforme la distribuzione dello strato protettivo sul metallo.

Vale anche la pena notare che pitture e vernici sono molto spesso difficili da applicare su determinate superfici di un gasdotto, di un'autocisterna o di qualche altra struttura metallica già in funzione. In questi casi, avrai a che fare solo con un protettore protettivo.