Гальваническая коррозия определяется как коррозия разнородных металлов, которые имеют разную электронную проводимость, при этом металлы находятся в контакте друг с другом.
Чтобы гальваническая коррозия начала распространяться, необходимы 3 составляющие:
Некоторые металлы с большей вероятностью отдают свои электроны, а другие более охотно привлекают дополнительные электроны. Это означает, что сочетание этих различных типов металлов в средах с высоким содержанием электролита приводит к тому, что один металл передает свои электроны другому.
Когда металл отдает электроны, начинается гальваническая коррозия — металл ржавеет.
Для возникновения гальванической коррозии необходимо:
Контакт двух металлов с разными потенциалами в электропроводном растворе приводит к потоку электронов от анода к катоду. Электрохимические реакции такие же, как и те, которые естественным образом протекают в металле в изоляции, однако коррозийное воздействие на анод значительно ускоряется. В некоторых случаях образование гальванических элементов может привести к коррозии материалов, которые в противном случае были бы устойчивы к коррозии в рассматриваемой среде. Это может иметь место для пассивных материалов, таких как алюминий, которые могут быть локально поляризованы в определенной среде. В таких случаях могут наблюдаться локальные явления коррозии, такие как щелевая коррозия или точечная коррозия, которые не произошли бы без сдвига потенциала, вызванного образованием гальванических элементов.
Вопреки распространенному мнению, разница потенциалов в электрохимической ячейке сама по себе не является хорошим показателем фактического риска гальванической коррозии. Это лишь указывает на возможные риски в реальных условиях эксплуатации.
Из-за разности свойств некоторые стали могут не уживаться рядом друг с другом. Это может быть в случае с углеродистой и нержавеющей сталью.
В чем разница между этими типами стали?
Углеродистая сталь
Углеродистая сталь и нержавеющая сталь являются металлами на основе железа, но углеродистая сталь имеет высокое содержание углерода. Это дает ей ряд преимуществ: прочность, твердость и тяжесть.
Однако углеродистая сталь подвержена коррозии. В результате воздействия железа, на основе которого сделана эта сталь, и кислорода, образуется оксид железа, или ржавчина, которая может полностью разъедать углеродистую сталь.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь так же сделана на основе железа, однако в ее состав добавляют хром, который препятствует кислороду. Таким образом, сталь не подвержена коррозии.
Это свойство ставит нержавеющую сталь выше в таблице благородства металлов.
Таким образом, когда соединяются нержавеющая сталь и углеродистая, а также вводится электролит — влага, нержавеющая сталь поглощает электроны углеродистой стали. Углеродистая сталь может быстро разрушаться и становиться слабой.
Несмотря на то, что эти типы стали сложно работают друг с другом, есть несколько способов, благодаря которым возможно использовать углеродистую и нержавеющую сталь вместе.
Использование буфера
Если два типа стали не могут работать вместе, их необходимо разделить. Например, для трубопроводов можно установить такие элементы, как трубные башмаки или износостойкие накладки. Также можно добавить зажимные вкладыши или всевозможные изоляторы, такие как стержни ProTek или плоские пластины.
Эти опоры укрепляют трубопроводы и предотвращают трение металлов друг о друга.
Они также помогают стабилизировать конструкции, что снижает трение, делает трещины менее частыми и затрудняет проникновение вредных электролитов в металлы.
Другие буферы, такие как нейлоновые шайбы или крепежные детали, также могут создавать защитный слой между разнородными металлами в болтах или опорных балках.
Пластина из углеродистой стали
Цинкование — это способ защиты углеродистой стали без полного изменения ее структуры. Чтобы сделать углеродистую сталь оцинкованной, необходимо нанести на ее поверхность слой цинка.
Цинк намного ниже по гальванической шкале, чем углеродистая сталь, что означает, что он более простой и с большей вероятностью отдаст свои электроны, чем углеродистая сталь.
После цинк отдает свои электроны всякий раз, когда коррозийный металл соприкасается с поверхностью. Таким образом, конструкция из углеродистой стали может сохранять свою прочную форму.
Уменьшить воздействие электролитов
Для начала гальванической коррозии необходимо наличие двух металлов и электролита. Таким образом, сдерживание электролитов может замедлить коррозию.
Есть несколько вариантов, как это сделать. Например, добавить аэрацию или сгладить поверхности, когда это возможно. Гидроизоляция путем добавления водостойких покрытий может иметь большое значение для сохранения металлов, также можно использовать герметики, чтобы предотвратить скольжение воды или грязи между щелями.
Рекомендуется добавить дренаж, чтобы избежать застоя воды. Скопление воды разрушает участки металла и запускает процесс коррозии.
