Захист матеріалу

Визначення і загальна характеристика

ЗА́ХИСТ МАТЕРІА́ЛУ — сукупність заходів і методів подовже­н­ня терміну служби матеріалу (або виробів, до складу яких він входить) шляхом протидії впливу чин­ників зовнішнього середовища, що призводять до руйнува­н­ня чи зміни властивостей. Руйнуван­ню під­даються будь-які матеріали — метали та сплави, полімери й папір, цегла та гума, скло, деревина тощо. Зміна властивостей і руйнува­н­ня матеріалу можуть бути наслідком дії агресив. компонентів довкі­л­ля (хім. — кислот, лугів, окисників, роз­чинів або роз­плавів солей, біол. — грибків, бактерій, ін. пред­ставників флори та фауни), різноманіт. зовн. навантажень (мех., температур., електр. полів, радіац. опроміне­н­ня та ін.) або їх одночас. впливу. Здатність протидіяти впливу наведених чин­ників прийнято називати опором матеріалу (хім., електр. та ін.), а чин­ники поділяти на внутр., тобто такі, що повʼязані з природою самого матеріалу (його хім. склад, структура, стан поверх­ні), та зовн., зумовлені впливом середовища (хім. склад, температура, тиск, мех. навантаже­н­ня, гідро- або аеродинам. умови екс­плуатації тощо). Природа матеріалу та фіз. сенс чин­ників і умов екс­плуатації зумовлюють роз­маї­т­тя від­мін. за механізмом процесів руйнува­н­ня — корозію, де­струкцію, термоліз, радіоліз, старі­н­ня, біол. по­шкодже­н­ня тощо. Необхідність враховувати значну кількість від­мін. за умовами пере­бігу явищ об­умовила й велику кількість за­пропонованих засобів і методів З. м., які, за­звичай, поділяють на 3 групи: засоби впливу на матеріал, засоби впливу на середовище або умови екс­плуатації, комбін. засоби. Найпоширенішим є введе­н­ня до складу матеріалу окремих домішок, стабілізаторів, легувал. елементів і сполук, що під­вищують опір дії довкі­л­ля, а також створе­н­ня барʼєр. шару на його поверх­ні. Для З. м. остан. методом здійснюють мех. або хім.-терм. обробле­н­ня поверх­ні, нанесе­н­ня метал., неметал. неорганіч. (оксид., фосфат., конверс., пасивац., полив) і неметал. органіч. (полімер., лакофарб., еластомер., мастил, паст, олив) захис. покрит­тів. Другу групу складають засоби модифікува­н­ня складу середовища та умов екс­плуатації, зокрема шляхом створе­н­ня штуч. середовищ, повним видале­н­ням або зменше­н­ням вмісту агресив. компонентів, додава­н­ням речовин, які гальмують небажані процеси (т. зв. інгібіторів), зміною електрохім. (електр.) умов екс­плуатації — заземле­н­ням або електр. ізоляцією матеріалу, чи навпаки, поляризацією від зовн. джерел електр. струму. Комбін. засоби захисту перед­бачають одночасне за­стосува­н­ня двох і більше елементів з пере­лічених, та методи рац. конструюва­н­ня, які ще на стадії проектува­н­ня до­зволяють при­ймати оптимал. ріше­н­ня щодо під­вище­н­ня ресурсу матеріалів і між­ремонт. термінів виробів. Оскільки найрозпо­всюдженішими кон­струкц. матеріалами є метали та сплави, гол. зуси­л­ля в напрямі З. м. спрямовують на протидію причині їх руйнува­н­ня — корозії. Внаслідок фіз.-хім. взаємодії з довкі­л­лям від­бувається погірше­н­ня функціон. властивостей металів і тех. системи, до складу якої вони входять. Саме для зменше­н­ня швидкості короз. руйнува­н­ня обʼєктів і споруд та подовже­н­ня терміну їх без­аварій. екс­плуатації виробляють міль­йони тон легов. сталі, лакофарб. матеріалів і інгібіторів корозії, наносять на поверх­ню виробів міль­йони квадрат. метрів різноманіт. покрит­тів металами, сплавами, оксид. і хромат. плівками, будують станції катод. захисту та системи електродренажу. Ві­домості щодо за­стосува­н­ня олова для захисту заліза можна зна­йти ще у працях Геродота. Найдавнішим способом З. м., ймовірно, є нанесе­н­ня на поверх­ню виробів природ. полімерів — лаків і мастил, а також різноманіт. гідрофоб. шарів — тварин. і рослин. жирів, продуктів пере­гонки нафти, камʼяновугіл. смоли (креозот. олива) або деревини (дерев. дьоготь). У середньовіч­чі для захисту лицар. обладунків використовували полірува­н­ня, вороні­н­ня та насічку благород. металами. У наук. літературі вперше явище «корозія» зга­дано 1667 на сторінках одного з англ. часописів стосовно руйнува­н­ня бронз. гармат фортеці на о-ві Ямайка. Системні дослідж. з цього приводу започатк. у 1740-х рр. рос. вченим М. Ломоносовим. Уявле­н­ня про фіз. природу електрод. процесів, які саме й зумовлюють руйнува­н­ня металів у більшості випадків, у своїх працях сут­тєво роз­винув академік АН УРСР і АН СРСР Л. Писаржевський (1913). В Україні для ко­ординації зусиль з протикороз. захисту 1992 на базі Фіз.-мех. ін­ституту АНУ (Львів), як провід. наук. установи, створ. Укр. асоц. корозіоністів (УАК). Згодом зуси­л­лями її президента, чл.-кор. HAHУ В. Похмурського, вона обʼ­єд­нала також науковців Ін­ституту біо­органіч. хімії та нафтохімії НАНУ, Ін­ституту електрозварюва­н­ня НАНУ, Ін­ституту заг. та неорганіч. хімії НАНУ (усі — Київ), ННЦ «Харків. фіз.-тех. ін­ститут», Нац. тех. університету України «Київ. політех. ін­ститут», Нац. тех. університету «Харків. політех. ін­ститут», Укр. хім.-технол. університету (Дні­пропетровськ) і була інтегр. до Європ. короз. федерації. Це сприяло ви­знан­ню наук. досягнень її членів у різних галузях З. м. — короз. моніторингу та діагностики, створен­ні сучас. інгібіторів і біо­цидів, пере­творювачів продуктів корозії, захис. матеріалів і систем електрохім. захисту, вирішен­ню про­блем короз.-втом. руйнува­н­ня.

Літ.: Акимов Г. В. Основы учения о кор­розии и защите метал­лов. Москва, 1946; Эванс Ю. Р. Кор­розия и окисление метал­лов / Пер. с англ. Москва, 1962; Защита от кор­розии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: Справоч.: В 2 т. Москва, 1987; Мелехов Р. К., Похмурський В. І. Кон­струкційні матеріали енергетичного обладна­н­ня. Властивості, де­градація. К., 2003; Сахненко М. Д., Ведь М. В., Ярошок Т. П. Основи теорії корозії та захисту металів. Х., 2005.

М. Д. Сахненко

Завантажити статтю