12

Elektromos korrózióvédelem

• Aktív• Passzív védelem

• Anódos• Katódos védelem

Vas-víz rendszer Pourbaix diagramja

-1,2

-0,8

-0,4

0,0

0,4

0,8

1,2

1,6

2,0

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16pH

E/V

131723

20

28

26

27

24

Fe3O4

Fe2O3

Fe

Fe3+

Fe2+

HFeO2-

passzivitás

immunitás

korrózió

korrózió

Cinkes PourbaixA vas Pourbaix diagramja

-1.6

-1.4

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16pH

E/V

0 -2 -6-4

0 -2-4 -6

Fe2+

Fe3+

Fe3O4

Fe2O3

HFeO2-

FeZn

Aktív katódos védelem

• Védőáram meghatározása– Potenciált az immunitás tartományába kell

vinni. (Ohm törvény)– Katódos folyamat hidrogén, esetleg

oxigénredukció

• Alkalmazás: semleges oldatokban

• Savas közegben nagy a hidrogénfejlődés

• Áram csökkenthető védőbevonatokkal

Védőpotenciál

• Nernst egyenlet: 10-6 M fémion-koncentrációra:– Vas esetén -0,62V (SHE)

– Gyakorlatban használt Cu/CuSO4 elektródra vonatkoztatnak: -0,94V.

– Tapasztalat azt mutatja elegendő -0,85 V.

Réz-réz(II) szulfát elektród

• Cu2+(aq) + 2e- → Cu(sz)

2ln2

337,0Cu

aF

RTE

Áldozati anód

• Anódfajták– Zn, Mg, ötvözetek

• Anódágy készítése

• Védelem ellenőrzése

Alumínium Anódok• Összetétel: 2-6% Zn 0-0,3 Sn

• Potenciál: -1,05-1,1 Ag/AgCl

• Kapacitás: 2400-2600 Ah/kg

• Felhasználás:• Tárolótartályok,• Hajók• Tengeralatti vezetékek• Olajkitermelés• Kondenzátorok

Horgany (Cink)

• A cink és az acél alapfém feszültségkülönbsége kb. 350mV, ez 1,5-2mm távolságban biztosítja a katódos védelmet.

• A bevonat mint "áldozati anód" oldatba megy, a sérült helyen.

• Szennyezők: Pb, Cd, Al

Cink Pourbaix diagramja

Cink Pourbaix diagramja

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14pH

E/V

korrózió

korrózió

immunitáspa

sszi

vitá

s

Zn2+

Zn(OH)2

ZnO(sz)

ZnO(sz)

Zn2+ + H2O ZnO + 2 H + log(Zn2+)=10,96-2 pH ZnO + H2O HZnO2

- + H+ log(HZnO2-)=-16,68 + pH

Zn2+ + 2e- Zn (sz) E=-0,763+0,0295log[Zn2+]

Cink

• Potenciál: -1,05Ag/AgCl

• Kapacitás: 780 Ah/kg

• Tisztaság: 99% Zn

Magnézium• Összetétel: 6-7% Al 4-5 Zn

• Potenciál: -1,05V Ag/AgCl

• Kapacitás: 1050-1100 Ah/kg

• Felhasználás:• Hűtő-fűtő rendszerek,

hőcserélők

Mg, Al Pourbaix diagramjai• Reakciók: • Mg2+

(aq) + 2e- Mg (sz) E=-2,363+0,0295log[Mg2+]

• Mg2+(aq) + H2O MgO + 2H+

log(Mg2+)=16,93 - 2 pH

• Mg + 2 H2O MgO + 2H+ + 2e-

E=-1,862 - 0,0591 pH

• Al3+(aq) + 3e- Al (sz)

E=-1,663+0,0197og[Al3+]

• 2Al3+(aq) + 3H2O Al2O3 + 6H+

log(Al3+)=5,70 - 3 pH

• 2Al + 3 H2O Al2O3 + 6H+ + 6e-

E=-1,550 - 0,0591pH

Pourbaix diagramok

-3.6-3.4-3.2-3.0-2.8-2.6-2.4-2.2-2.0-1.8-1.6-1.4-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.0

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16pH

E/V

Fe2+

Fe

Mg

Al

Anódágy készítése

• Nedvesség hatása:– Vízzáró réteg

alul– Porózus réteg

az anód körül

Aktív anódos védelem

• Kialakítása

• Előnyei

• Hátránya

Anódos védelem

• Passzív tartomány

-0 .1 0 0

-1 E-0 4

+ j/A

+ E/V

jkr-j jp

Ep

oxigénfejlődés

Aktív-passzív viselkedésű fém

Alkalmazott anódok

• Magas szilícium tartalmú anód

–Összetétel:14-15% Si, 3-5% Cr, ,5-2 Mn, 0,7-1,5 C,

• Titán anód

• Platinázott anód 1-5 m bevonat

Komplex védelem

• A védendő objektumot szigetelőréteggel bevonva a 600-1000 mA/m2 áramsűrűséget le lehet csökkenteni 0,02-0,06 mA/m2 áramsűrűségre

• Ohm törvény, pontos számítás!

U = R I