כמעט בכל המצבים, קורוזיה מתכתית ניתן לנהל, להאט או אפילו לעצור באמצעות טכניקות מתאימות. מניעת קורוזיה יכולה ללבוש מספר צורות בהתאם לנסיבות ה מַתֶכֶת להיות מאוכלת. ניתן לסווג בדרך כלל טכניקות למניעת קורוזיה לשש קבוצות:
שינוי סביבתי
קורוזיה נגרמת על ידי אינטראקציות כימיות בין מתכת לגזים בסביבה הסובבת. על ידי הסרת המתכת מהסביבה או שינוי סוג הסביבה, ניתן להפחית מיד את הידרדרות המתכת.
זה יכול להיות פשוט כמו הגבלת מגע עם גשם או מי ים על ידי אחסון חומרי מתכת בתוך הבית או יכול להיות בצורה של מניפולציה ישירה של הסביבה המשפיעה על המתכת.
שיטות להפחתת תכולת הגופרית, הכלוריד או החמצן בסביבה הסובבת יכולות להגביל את מהירות קורוזיית המתכות. לדוגמא, ניתן לטפל במי הזנה לדודי מים באמצעות מרככים או מדיה כימית אחרת התאם את קשיות, בסיסיות או תכולת חמצן על מנת להפחית קורוזיה בחלק הפנימי של יחידה.
בחירת מתכות ותנאי שטח
שום מתכת אינה חסינה בפני קורוזיה בכל הסביבות, אלא באמצעות ניטור והבנת התנאים הסביבתיים שהם הגורם לקורוזיה, שינויים בסוג המתכת המשמשים יכולים להוביל גם להפחתה משמעותית קורוזיה.
ניתן להשתמש בנתוני עמידות בפני קורוזיה בשילוב עם מידע על התנאים הסביבתיים לקבלת החלטות בנוגע להתאמת כל מתכת.
הפיתוח של סגסוגות חדשות, שנועדו להגן מפני קורוזיה בסביבות ספציפיות, נמצא בייצור מתמיד. סגסוגות ניקל Hastelloy, פלדות נירוסטה וסגסוגות טיטניום טיטניום הן דוגמאות לסגסוגות המיועדות למניעת קורוזיה.
ניטור תנאי השטח הוא קריטי גם בהגנה מפני הידרדרות מתכת מפני קורוזיה. סדקים, סדקים או משטחים לא נעימים, בין אם הם תוצאה של דרישות תפעוליות, בלאי או פגמים בייצור, כל אלה יכולים לגרום לשיעורי קורוזיה גדולים יותר.
ניטור נכון וחיסול תנאי שטח פגיעים שלא לצורך, לצד נקיטת צעדים כדי להבטיח שמערכות תוכננו להימנע שילובי מתכות תגובתיות וכי לא משתמשים בחומרים מאכלים לניקוי או תחזוקה של חלקי מתכת הם כולם גם חלק מהפחתת קורוזיה יעילה תכנית.
הגנה קתודית
קורוזיה גלוונית מתרחשת כאשר שתי מתכות שונות ממוקמות יחד באלקטרוליט מאכל.
זו בעיה שכיחה למתכות השקועות יחד במי ים, אך יכולה להתרחש גם כאשר שתי מתכות שונות אינן טובלות בקרבה בקרקעות לחות. מסיבות אלה, קורוזיה גלוונית תוקפת לעיתים מעטות ספינות, אסדות ים וצינורות נפט וגז.
הגנה קתודית פועלת על ידי המרה לא רצויה אנודי אתרים (פעילים) על פני מתכת לאתרים קתודים (פסיביים) באמצעות יישום זרם מנוגד. זרם מנוגד זה מספק אלקטרונים חופשיים ומכריח לקטב את האנודות המקומיות לפוטנציאל הקתודות המקומיות.
הגנה קתודית יכולה ללבוש שתי צורות. הראשון הוא הכנסת אנודות גלווניות. שיטה זו, המכונה מערכת קורבנות, משתמשת באנודות מתכת, שהוכנסו לסביבה האלקטרוליטית, כדי להקריב את עצמן (לאכול) על מנת להגן על הקתודה.
בעוד שהמתכת הזקוקה להגנה יכולה להשתנות, אנודות הקרבה עשויות בדרך כלל מתכות אבץ, אלומיניום או מגנזיום בעלות פוטנציאל האלקטרו השלילי ביותר. הסדרה הגלוונית מספקת השוואה בין הפוטנציאל האלקטרו השונה - או האצילות - של מתכות וסגסוגות.
במערכת קורבנות, יונים מתכתיים עוברים מהאנודה לקתודה, מה שמוביל את האנודה להתאכל מהר יותר ממה שהיה קורה אחרת. כתוצאה מכך יש להחליף את האנודה באופן קבוע.
השיטה השנייה של הגנה קתודית מכונה הגנה על זרם מרשים. שיטה זו, המשמשת לעיתים קרובות להגנה על צינורות קבורים וגופי הספינה, מחייבת אספקת מקור חלופי של זרם חשמלי ישיר לאלקטרוליט.
המסוף השלילי של המקור הנוכחי מחובר למתכת, ואילו המסוף החיובי מחובר לאנודה עזר, שמתווספת להשלמת המעגל החשמלי. בניגוד למערכת אנודה גלוונית (קורבנית), במערכת הגנה נוכחית מרשימה, האנודה המסייעת אינה מקריבה.
מעכבים
מעכבי קורוזיה הם כימיקלים המגיבים עם משטח המתכת או הגזים הסביבתיים הגורמים לקורוזיה, ובכך קוטעים את התגובה הכימית הגורמת לקורוזיה.
מעכבים יכולים לעבוד על ידי ספיחת עצמם על פני המתכת ויוצרים סרט מגן. ניתן ליישם כימיקלים אלה כפתרון או כציפוי מגן באמצעות טכניקות פיזור.
תהליך המעכב את הקורוזיה תלוי ב:
- שינוי התנהגות הקיטוב האנודית או הקתודית
- הפחתת דיפוזיה של יונים למשטח המתכת
- הגדלת ההתנגדות החשמלית של פני המתכת
ענפי השימוש הסופיים העיקריים למעכבי קורוזיה הם זיקוק נפט, חיפושי נפט וגז, ייצור כימי ומתקני טיפול במים. היתרון של מעכבי קורוזיה הוא שניתן ליישם אותם באתרם על מתכות כפעולה מתקנת נגד קורוזיה בלתי צפויה.
ציפויים
צבעים וציפויים אורגניים אחרים משמשים להגנה על מתכות מפני השפעתם השפלה של גזים סביבתיים. הציפויים מקובצים לפי סוג הפולימר המועסק. ציפויים אורגניים נפוצים כוללים:
- ציפויי אסתר אלקיד ואפוקסי שכאשר הם מיובשים באוויר, מקדמים חמצון צולב
- ציפויים אוראתניים דו חלקיים
- גם ציפויים לריפוי קרינה פולימר אקרילי וגם אפוקסי
- ציפויי לטקס משולבים בוויניל, אקריליק או סטירן
- ציפויים מסיסים במים
- ציפויים מוצקים במיוחד
- ציפויי אבקה
ציפוי
ניתן למרוח ציפויים מתכתיים או ציפוי כדי לעכב קורוזיה וכן לספק גימורים אסתטיים, דקורטיביים. ישנם ארבעה סוגים נפוצים של ציפויים מתכתיים:
- ציפוי: שכבה דקה של מתכת - לעיתים קרובות ניקל, פַּח, או כְּרוֹם - מופקד על מתכת המצע (פלדה בדרך כלל) באמבט אלקטרוליטי. האלקטרוליט מורכב בדרך כלל מתמיסת מים המכילה מלחים של המתכת שיופקדו.
- ציפוי מכני: אבקת מתכת ניתנת לריתוך קר למתכת מצע על ידי נפילת החלק יחד עם אבקת הזכוכית, בתמיסה מימית שטופלה. ציפוי מכני משמש לעתים קרובות ליישום אבץ או קדמיום על חלקי מתכת קטנים
- ללא חשמל: מתכת ציפוי, כגון קובלט או ניקל, מופקד על מתכת המצע באמצעות תגובה כימית בשיטת ציפוי לא חשמלית זו.
- טבילה חמה: כאשר טובלים באמבטיה מותכת של מגן הציפוי, מתכת שכבה דקה נצמדת למתכת המצע.