Коррозия металла — виды, особенности, физические процессы

Определение коррозии

Коррозия — это постепенное разрушение объектов, обычно металлов, вызванное активной электролитической средой и химической реакцией окисления.

Суть процесса коррозии — наличие постоянно протекающей анодной реакции. Это вызвано растворением металла, который генерирует электроны. Часть энергии активации также тратится на другой процесс, называемый катодной реакцией. Эти два процесса уравновешивают произведенные заряды. Области, вызывающие эти процессы, могут быть как близко, так и далеко друг от друга, в зависимости от ситуации.

Электроны, образующиеся в процессе, должны потребляться за счет катодной реакции. Ионы водорода и электроны реагируют с образованием атомарного, а затем газообразного водорода. Однако водород является сильнейшим восстановителем, поэтому дальнейшую коррозию можно предотвратить, создав тонкую пленку газа на поверхности металла. Он служит поляризатором для уменьшения контакта металла с водой и уменьшения коррозии. Следовательно, все, что разрушает барьерную пленку, увеличивает скорость коррозии.

Основными факторами, определяющими интенсивность процесса, являются:

• Скорость;
• Температура;
• Уровень возникающих механических и термических напряжений;
• Характер протекающих химических реакций.

Коррозия препятствует внедрению в производство новых металлических материалов и наносит значительный ущерб экономике.

Что происходит с металлом в процессе коррозии

Поверхность металлических предметов в химически или электрически активной среде постепенно разрушается, окисляясь и теряя металлические частицы. Их замена на более хрупкие оксиды приводит к потере прочности и изменению эксплуатационных характеристик объекта.

Электролиты (конденсат, дождевая вода и снег, морская и речная вода, озерная вода, растворы щелочей и кислот, жидкости с высоким содержанием солей) образуют на поверхности металла так называемые гальванические элементы. В зависимости от химического потенциала контактирующих материалов металл растворяется быстрее или медленнее. Эффект коррозии особенно силен на границе раздела двух металлов, например, когда заклепки устанавливаются на листе или вдоль сварных швов.

При химической коррозии отсутствуют электрические процессы, происходит прямое окисление металла кислородом воздуха (или в жидкой, газообразной среде). Например, шлак образуется при нагревании сплавов черных металлов до высоких температур (например, во время ковки).

На фото слева — часть кованого ножа, еще не декальцинированная, справа — уже отполированная.

Отдельно стоит рассмотреть процесс так называемой точечной коррозии. Этот термин связан с англоязычным понятием pitting, from pit — до покрытия (ям) с ямками, язвами. В процессе такого разрушения сначала на поверхности металла образуются ямки и точечные полости, которые затем прорастают в глубину массива.

Первичные нарушения целостности наблюдаются в тех местах, где есть микроповреждения на поверхности металлической детали: появление зерен, микротрещин, пор и различных включений на поверхности. Чаще всего причиной точечной коррозии являются остатки прокатной окалины, не полностью удаленные обработкой и / или нанесением защитного слоя.

Способы защиты от коррозии и их сравнение

Коррозия ежегодно приносит людям огромные убытки. Поэтому, как только человек начал использовать металлы, он сразу стал искать эффективные способы защиты от коррозии.

В принципе, все применяемые сегодня методы защиты от коррозии можно разделить на 3 типа:

• Конструктивная;
• Пассивный;
• Активный.

Конструктивная

методы — защита корродированных металлов с помощью различных барьеров, защитных панелей, резиновых прокладок, битума или других нетонких покрытий.

Пассивный

методы (барьерные) — грунтовки, краски, лаки и эмали, покрытия, создающие барьер, направленный на изоляцию поверхности металла от взаимодействия с окружающей средой.

Активный

методы — заключаются в увеличении электродного потенциала металла или использовании другого металла, более активного, который принесет в жертву свои электроды, самоуничтожится, тем самым защитив металлическое изделие от ржавчины. Сегодня наиболее удобный и эффективный способ — это использование жертвенного металла, а предпочтительным металлом для этого является цинк.

Плюсы и минусы способов защиты от коррозии

У конструктивной защиты от коррозии очень мало преимуществ. Они сложны в использовании, дороги, занимают много места, а иногда просто невозможно использовать. Например, в качестве защиты от коррозии оборудования, контрафактной продукции, заборов, городской инфраструктуры. Поэтому строительные методы сегодня используются очень редко и только там, где они скрыты — для внутренних металлических конструкций зданий.

Пассивный

у методов защиты от коррозии много преимуществ, но они не лишены недостатков.

Профессионалы:

• Легкость применения
• Низкая цена
• Разнообразие цветов и видов
• Создание преграды между металлической поверхностью и окружающей средой

Недостатки:

• Хрупкость — 1-3 года при благоприятных условиях
• Слабая устойчивость к механическим повреждениям
• Даже при небольшой царапине преграда ломается, на поверхность металла проникают экологические проявления и начинается процесс коррозии

Самый распространенный активный

метод защиты от коррозии — цинкование. Поскольку цинковая защита является наиболее эффективной и долговечной, она защищает металлы от коррозии. Цинк корродирует в 3 раза медленнее, чем большинство металлов, к тому же он намного дешевле, чем, например, платина, которая практически не подвержена коррозии. Вот почему цинк идеален в качестве защитного металла, жертвуя собой, чтобы защитить другие металлы от коррозии.

Профессионалы:

• Долговечность: защищает до 25-50 лет
• Высокая стойкость к механическим повреждениям, агрессивной среде, воде и другим воздействиям
• Даже если целостность слоя нарушена, он продолжает защищать от коррозии
• Позволяет добавлять уровни и увеличивать период защиты во время работы

Недостатки:

• Требует тщательной подготовки поверхности и неукоснительного соблюдения технологического процесса

Важно! Однако для того, чтобы цинк функционировал должным образом и защищал металлы от коррозии более 25 лет, добавления его в краску недостаточно. Необходимо выполнить несколько условий: Содержание цинка в сухой пленке более 95%. Наличие связующего и нейтральных смол, которые помогают частицам цинка активно взаимодействовать друг с другом и отдают электроны для борьбы с коррозией. Размер частиц цинка составляет 12-15 мкм, а их чистота составляет 98%.

При соблюдении всех вышеперечисленных условий цинковое покрытие защищает сразу двумя способами: пассивным и активным. То есть он одновременно создает прочный барьер между поверхностью металла и окружающей средой, и, если барьер поврежден, он отдает свои электроны коррозии до тех пор, пока покрытие полностью не истощится.

Только в этом случае полученный состав оцинковывается и может применяться в качестве защитного покрытия на другие металлы различными способами. Существует несколько методов цинкования: горячее цинкование, холодное цинкование, газотермическое, термодиффузионное. Подробнее о различных видах цинкования, их плюсах и минусах вы можете прочитать в статье: Виды цинкования металлов.

Сравнение самых популярных способов защиты от коррозии

Характеристики	Холодное цинкование (цинковый барьер)	Горячее цинкование	Крашение
Активная катодная защита	+	+	—
Легкое применение на месте	+	—	+
Множественное приложение	+	+	—
Возможно финишное покрытие	+	±	+
Применение в экстремальных условиях (высокая влажность и низкая температура)	+	—	—
Неограниченный срок хранения	+	—	—
Контакт с питьевой водой	+	+	—
Механическое сопротивление и температура	+	+	—
Сварка покрытия	+	±	—
Восстановление покрытия	+	—	—
Применение при низких температурах (-35)	+	—	—

Если сравнить самые популярные сегодня методы защиты от коррозии, становится очевидным, что у холодного цинкования больше преимуществ. Холодное цинкование позволит вам сэкономить деньги, увеличить стоимость ваших конструкций и, следовательно, ваш доход, сделать продукцию более привлекательной для ваших клиентов. Холодное цинкование позволит вам гордиться производимой продукцией и не беспокоиться об ее качестве, ведь после нанесения о коррозии можно просто забыть на срок до 25 и более лет.

На нашем сайте вы можете найти цинксодержащие грунтовки для холодного цинкования, способные защитить металл в различных условиях эксплуатации. Среди них Barrier-Primer — это грунтовочная краска, содержащая цинк по металлу (96% цинка), которая гарантирует защиту от коррозии на срок от 10 до 50 лет.

Виды коррозии металлов

Все коррозионные явления можно классифицировать по следующим параметрам:

• По степени однородности. Различают поверхностную коррозию, которая равномерно уменьшает толщину поверхности, и неравномерную коррозию — точечную или точечную коррозию;
• От интенсивности удара по металлу. Например, избирательная коррозия разрушает только некоторые структурные компоненты, в то время как контактная коррозия затрагивает менее устойчивые к коррозии («неблагородные») компоненты пар трения;
• При межкристаллитной коррозии разрушение происходит по краям зерен и распространяется вглубь металла.
• Коррозия трением, когда два тела, соприкасаясь друг с другом, совершают колебательные движения небольшой амплитуды (не более 100 мкм) относительно друг друга).

При одновременном действии растягивающих напряжений и агрессивной среды наблюдается коррозионное растрескивание межкристаллитного или транскристаллического характера, а при приложении знакопеременных напряжений начинается коррозионно-усталостное разрушение. Таким образом, защита металлов от коррозии предполагает одновременное снижение износа деталей.

Кроме того, рассмотрены основные явления, возникающие на поврежденных участках при различных видах коррозии.

Как провести обработку металла своими руками?

Проведение антикоррозионных работ своими силами требует соблюдения определенной последовательности действий:

1. Защищаемую от коррозии поверхность необходимо подготовить. Тщательно очищается от масляных пятен, ржавчины и других загрязнений. Сделать это можно с помощью проволочных щеток или специальных принадлежностей для болгарки.
2. Когда поверхность будет должным образом подготовлена ​​для нанесения грунтовки или ингибитора ржавчины, нанесите слой продукта. Он должен полностью впитаться и высохнуть.
3. Далее на металлическую поверхность наносится защитная краска. Необходимо нанести два слоя, дав каждому хорошо просохнуть. Стоит позаботиться о средствах защиты для работы: перчатках, защитных очках, респираторе.

Это стандартная обработка металлических поверхностей, чтобы они не ломались.

Нормы и правила СНиП

Защита металлоконструкций от разрушения на предприятиях — это технологический процесс, в котором необходимо соблюдать установленные нормы. Официальный документ, регламентирующий правила проведения антикоррозионных работ — СНиП 2.03.11-85.

В этом документе указаны допустимые методы обработки металлических поверхностей для предотвращения коррозии. К ним относятся:

• покрытие лакокрасочными материалами;
• пропитка антикоррозионным составом;
• склеивание специальными защитными пленками.

При проведении защитных работ документ предписывает учитывать особенности окружающей среды: степень агрессивности, физическое состояние и характер действия. Для различных сред предусмотрено использование материалов, способных обеспечить эффективную защиту от разрушения.

Если обработка металлоконструкций от разрушения проводится самостоятельно, необходимо учитывать рекомендации и правила СНиП.

На Череповецком заводе металлоконструкций все работы по предотвращению коррозии, начиная от соответствующего проектирования и заканчивая послемонтажным обслуживанием, выполняются с учетом государственных норм и правил. Уверенность в высоком качестве металлоконструкций позволяет нам давать нашим клиентам гарантию до 24 месяцев на всю продукцию.

2 Защита от коррозии посредством специальных покрытий

Чтобы защитное покрытие справлялось с возложенными на него задачами, оно должно обладать рядом особых качеств:

• быть прочным и максимально жестким;
• отличаться высокой прочностью сцепления с поверхностью заготовки (т.е иметь большую адгезию);
• иметь такое значение теплового расширения, которое несколько отличалось бы от расширения защищаемой конструкции;
• быть максимально недоступным для вредных факторов окружающей среды.

Кроме того, покрытие следует наносить на всю конструкцию максимально равномерно и непрерывно.

Все применяемые сегодня защитные покрытия делятся на:

• металлические и неметаллические;
• органические и неорганические.

Такие покрытия, о которых мы расскажем ниже, используются (и очень активно) во всем мире. Поэтому о них мы поговорим достаточно подробно.

Химическая

Химическая коррозия относится к постепенному разрушению металлической поверхности из-за реакции поверхности с веществами в окружающей среде. Это происходит в результате окисления металла кислотами с образованием оксидов.

Высокотемпературный вариант — подвергнуть металл воздействию сухих газов. Все металлы в сухом воздухе покрыты очень тонким слоем (2… 10 мкм) оксидов. Этот слой образуется при очень высоких температурах, когда реакция с кислородом воздуха протекает без ограничений. При комнатной температуре реакция останавливается, потому что оксидная пленка становится слишком тонкой. В случае, например, алюминия эта пленка, состоящая из оксида Al2O3, эффективно защищает поверхность алюминиевой посуды, поскольку коррозионная стойкость чистого алюминия невысока.

Химическая коррозия начинается там, где металл находится под давлением и изолирован от циркуляции воздуха. Это способствует растворению ионов металлов во влажной среде, что в конечном итоге ускоряет реакцию между ними и водой. В результате реакции образуются гидратированные оксиды (известные как ржавчина при взаимодействии с железом) и свободные ионы.

Кто нам мешает, тот нам поможет

В заключение сообщаем о довольно необычном способе защиты от коррозии: с помощью тех же оксидов железа, а точнее одного из них — оксида Fe3O4. Это вещество образуется при температуре 250… 5000С и по механическим свойствам является технологической смазкой с высокой вязкостью. Находясь на поверхности заготовки, Fe3O4 блокирует доступ кислорода в воздух во время полугорячей деформации металлов и сплавов и тем самым блокирует процесс инициирования трибохимической коррозии. Это явление используется для быстрого высева трудноформируемых металлов и сплавов. Эффективность этого метода связана с тем, что в каждом технологическом цикле обновляются контактные поверхности, а значит, автоматически регулируется стабильность процесса.⁠

Защитные покрытия, наносимые промышленным способом.

Защитное покрытие чаще всего выполняется в виде пленки (металлической, оксидной, лакокрасочной).

Для создания защитной металлической пленки используется метод цинкования, наплавки чугуна или металлизации. Для этого металлическое изделие погружается в емкость с расплавленным защитным материалом (олово, свинец, цинк) при температуре, при которой защищаемый металл не плавится. Преимущество метода металлизации — возможность покрыть собранные готовые изделия защитным слоем.

Защитное покрытие также наносится путем диффузии в основной металл другого металла: алюминия (алюминирование или алюминирование), кремния (силицирование), хрома (хромирование), а также путем создания биметалла путем нанесения покрытия.

Еще один способ защитить себя от коррозии — окисление. Поскольку на металле есть естественная оксидная пленка, она становится более стойкой, обрабатывая ее окислителем (растворами кислот или их солей). Один из видов нанесения такой пленки горячим способом — «воронение» стали.

Фосфатирование металла также проводят в горячем состоянии (погружение в горячий раствор кислых фосфатов железа или марганца).

Санитарно-технические изделия (ванные комнаты, раковины) покрываются защитным слоем лакокрасочной (эмалированной) краски в промышленных условиях при очень высоких температурах (до 800 ° C).

Жидкие масла или ингибиторы используются для защиты металлов при транспортировке или для хранения металлических конструкций на складах.

Технология защиты стали от возникновения и развития коррозии

Лучший вариант избежать коррозии — использовать специальные марки стали, не подверженные окислению при строительстве и монтаже. В противном случае владельцу металлоконструкций придется своевременно обеспечивать защиту стали от окисления. Возможные варианты этого подхода:

• обработка поверхности металла специальными составами, устойчивыми к атмосферным воздействиям;
• металлизация конструкций, также выполняемая поверхностным методом;
• легирование стали специальными составами, характеристика которых — стойкость к окислительным процессам;
• прямое воздействие на окружающую химическую среду с целью изменения ее состава.

У каждой из этих методик есть свои преимущества и условия использования. Выбор метода зависит от текущего состояния стальной конструкции, интенсивности развития коррозии и условий эксплуатации металлических изделий.

Поверхностная обработка металла

Самый простой и распространенный метод — обработка стали. Конструкция окрашена эмалями и красками с высоким содержанием алюминия. В результате доступ окружающего воздуха к металлу полностью перекрывается. Простота и дешевизна технологии — ее основные преимущества. К недостаткам можно отнести хрупкость покрытия и необходимость его периодически обновлять.

Химическая обработка металла

Химическая обработка — отличный способ защитить сталь от коррозии. На поверхности образуется тонкая прочная пленка, наличие которой препятствует проникновению влаги и других негативных материалов в металл. Технология применяется только с применением специальных средств, а ее стоимость доступна далеко не всем владельцам металлоконструкций.

Металлизация и легирование

Цинк, хром, серебро или алюминий также являются отличным способом обработки стали. Металлизация и легирование позволяют создать на поверхности стали дополнительный слой металла, стойкий к воздействиям окружающей среды. Метод обработки варьируется в зависимости от используемого сплава, эффективность метода продемонстрирована на практике.

Применение ингибиторов коррозии

По своим свойствам эти сложные химические составы делятся на две группы: агенты, снижающие коррозионную активность внешней среды (пассиваторы) и комплексы, образующие слой адсорбентного типа, защищающий от коррозии (адсорберы) на поверхности защищаемого объекта. Продукт).

Кстати, для тех, кто точно не знает, в чем разница между абсорбцией и абсорбцией. В первом случае это поглощение веществ из газовой среды жидкостью, во втором — поглощение веществ из той же среды поверхностным слоем твердого тела.

Чаще всего ингибиторы применяют в локальных тепловых сетях и системах. В этом случае значительно снижается внутренняя коррозия труб отопления и радиаторов под воздействием теплоносителя.

Важно: в замкнутых автономных системах, работающих на дистиллированной воде, использование ингибиторов коррозии обычно не оправдано.

Также ингибиторы в сочетании с другими компонентами используются для профилактики и очистки водопроводных труб, водонагревательных приборов.

Использование ингибиторов в строительстве также очень распространено, даже при возведении арматуры для железобетонных конструкций. Обработка специальным составом предотвращает коррозию арматуры в монолите и продлевает срок службы железобетона. Несущая способность конструкции также сохраняется, поскольку целостность арматуры позволяет поддерживать нормальный уровень сопротивления нагрузкам.

Ингибиторы используются как в виде жидкостей, так и в виде газов, выбрасываемых в окружающую среду продукта.

Контроль качества выполненных работ

Применяемые методы защиты металлов от коррозии подлежат контролю качества. Это выполняется для проверки ранее проведенного производственного контроля. Профилактика дефектов. Разработка мероприятий по устранению обнаруженных дефектов. Контроль качества антикоррозионных работ начинается с проверки документации. Необходимо предоставить документацию на объект защиты от коррозии, на используемые материалы, сертификаты качества продукции. По окончании контроля качества работы составляется акт, содержащий информацию о рабочем месте, статусе выполненных работ, используемых материалах, их марке и расходе. Информация об организации, исполнителе и подписи лиц, выполнивших работу. Комиссия, проводящая контроль качества, проверяет следующие параметры:

— вид антикоррозионного покрытия, необработанных мест быть не должно.

— толщина слоя покрытия проверяется замером в различных точках, где, предположительно, возможна плохая обработка.

— контролируется адгезия лакокрасочного материала к металлической поверхности.

Характерные типы поражения металлов ржавчиной

В большинстве случаев на поверхности металла образуется ржавчина. Однако в некоторых случаях поражение может проникнуть глубже. В зависимости от того, как распространяется коррозия, это может быть:

• однородный — при разрушении структуры по всей поверхности, характерный для сплавов с однофазной структурой;
• местный (пятна, язвы, пятна) — поражает в основном многофазные сплавы с грубой структурой, реже чистые металлы или однофазные сплавы после разрушения защитной пленки;
• межкристаллитный — наиболее опасен из-за того, что разрушение внешне незаметно, ему подвержены алюминиевые сплавы и хромоникелевые стали;
• растрескивание;
• подповерхностный;
• комбинированный.

Еще один критерий категоризации — механизм коррозионного процесса. По его словам, коррозия может быть химической или электрохимической.

Химическое разрушение вызывается окислением поверхности продукта в жидкой среде. Из всех металлов сталь наиболее восприимчива к влаге, за исключением нержавеющей стали. Железо, содержащееся в нем, образует три типа оксидов. В большинстве случаев надежная защита стальной конструкции от разрушения невозможна. Кроме того, под действием жидкости быстро разрушаются кобальт, никель и свинец.

Электрохимическая коррозия сопровождается генерацией электрического тока. Он может возникать в различных средах, всегда связан с тяжелыми деструктивными процессами. Например, если корродируют силовые линии и элементы электрической цепи, помимо самой коррозии, значительно возрастает потребление энергии.

Электрохимическая

Для моделирования процесса необходимо рассмотреть железную пластину, покрытую каким-либо электропроводящим покрытием, например оксидными чешуйками, которые образовались при высокотемпературной обработке. Когда пластину погружают в раствор хлорида натрия, получается, что при нарушении целостности весов ржавчина утюга уйдет на это место намного быстрее. Электрохимическая коррозия — наиболее надежное объяснение ржавчины железа в аэробных условиях.

Теория электрохимической коррозии предполагает наличие следующих химических реакций:

• Fe → Fe ++ + 2e−, — анодная реакция;
• 2e− + O + H2O → 2OH− — катодная реакция.

Когда ионы металлов растворяются, их заряд уравновешивается ионами хлора, которые мигрируют в зону атаки, притягиваясь к генерируемым положительно заряженным ионам. Хлорид железа растворяется в воде, но это не создает препятствий для дальнейшей коррозии, так как раствор хлорида железа очень кислый из-за гидролиза. Когда ионы Fe ++ удаляются из этого участка, они сталкиваются с гидроксильными ионами, которые естественным образом присутствуют в воде или образуются в результате катодной реакции. Результатом является образование и осаждение гидроксида железа Fe (OH) 2. Кроме того, в присутствии растворенного кислорода он быстро окисляется до оксигидроксида железа FeOOH.

Следовательно, при электрохимической коррозии происходят три реакции в трех разных местах. Анодный возникает в зонах потери металла, катодный — там, где растворенный в воде кислород может принимать электроны, и такая же твердая накипь образуется в местах механических повреждений на поверхности изделия.

В последнее время выделен еще один вид коррозии — механохимическая, возникающая за счет динамического взаимодействия контактных элементов с окружающей средой в условиях высоких контактных давлений.

Прямые и косвенные проблемы, связанные с коррозией металла

Основная проблема с коррозией — это постепенное разрушение корродированных частей конструкций и изделий. В этом случае не всегда можно оценить степень повреждения внешнего вида, а потеря прочности становится неожиданной и критической.

Особенно сильна межкристаллитная коррозия, т.е проходящая по границам кристаллов. Внешне процесс может быть совершенно незаметным, при этом уровень упадка сил уже достигает 50… 60%.

Разрушение поверхности меньше всего влияет на прочностные свойства изделий.

На фото часть конструкций Шуховской башни в Москве. Поверхностная ржавчина значительно снизила прочность конструкции, но (пока) не привела к разрушению конструкции

оценить уровень потерь из-за коррозии металла крайне сложно. Речь идет не о прямых потерях из-за разрушения корродированных деталей или конструкций, а о простоях оборудования и конструкций и нарушениях их работоспособности в целом, связанных с коррозионным разрушением отдельных элементов.

Методы защиты от коррозии

Ржавчина и другие коррозионные проявления могут привести к проблемам с безопасностью и нарушить целостность производственного оборудования и расходных материалов. Регулярное техническое обслуживание по удалению и удалению ржавчины также увеличивает эксплуатационные расходы. Были разработаны многочисленные методы, с помощью которых можно минимизировать коррозию.

3 Борьба с коррозией при помощи органических неметаллических покрытий

Самый распространенный и относительно простой вариант защиты металлов от ржавчины, который известен издавна, — это использование лакокрасочных материалов. Антикоррозийная обработка материалов такими составами отличается не только простотой и дешевизной, но и следующими положительными свойствами:

• возможность нанесения покрытий разного цвета — что придает конструкциям стильный вид и надежно защищает их от ржавчины;
• элементарный характер восстановления защитного слоя при его повреждении.

К сожалению, лакокрасочные материалы имеют очень низкий коэффициент термического сопротивления, низкую водостойкость и относительно низкую механическую стойкость. По этой причине в соответствии с действующими СНиП их рекомендуется применять в тех случаях, когда изделия подвергаются коррозии со скоростью не более 0,05 миллиметра в год, а их ожидаемый срок службы не превышает десяти лет.

В состав современных лакокрасочных композиций входят следующие элементы:

• краски: суспензии пигментов с минеральной структурой;
• краски: (коллоидные) растворы смол и масел в органических растворителях (защита от коррозии при их использовании достигается после полимеризации или испарения смолы или масла под действием дополнительного катализатора, а также при нагревании);
• искусственные и природные соединения, называемые пленкообразующими (например, олифа — это, пожалуй, самый популярный неметаллический «протектор» чугуна и стали);
• эмали — красящие растворы с комплексом подобранных пигментов в измельченном виде;
• различные пластификаторы и пластификаторы: адипиновая кислота в виде эфиров, дибутилфталат, касторовое масло, трикрезилфосфат, каучук и другие элементы, повышающие эластичность защитного слоя;
• этилацетат, толуол, бензин, спирт, ксилол, ацетон и другие (эти компоненты необходимы для легкого нанесения лакокрасочных материалов на обрабатываемую поверхность);
• инертные наполнители: мельчайшие частицы асбеста, талька, гипса, каолина (повышают антикоррозионные свойства пленок, а также уменьшают отходы других компонентов лакокрасочных покрытий);
• пигменты и краски;
• катализаторы (на языке профессионалов — сушилки): кобальтовые и магниевые соли органических жирных кислот, необходимые для быстрого высыхания защитных составов.

Составы лака и лака подбираются с учетом условий, в которых используется заготовка. Составы на основе эпоксидных элементов рекомендованы для использования в средах, где постоянно присутствуют пары хлороформа и двухвалентного хлора, а также для обработки конструкций в различных кислотах (азотной, фосфорной, соляной и др.).

Поливинилвиниловые краски и лаки также устойчивы к кислотам. Также они используются для защиты металла от воздействия масел и щелочей. Но для защиты конструкций от газов часто используют составы на основе полимеров (эпоксидные смолы, фторуглероды и другие).

При выборе защитного слоя очень важно учитывать требования СНиП России для разных производств. Эти санитарные нормы четко указывают, какие составы и методы защиты от коррозии можно использовать, а от каких лучше отказаться. Например, СНиП 3.04.03-85 содержит рекомендации по защите различных строительных конструкций:

• магистральные газонефтепроводы;
• стальные обсадные трубы;
• тепловая сеть;
• железобетонные и стальные конструкции.

Защита металла в бытовых условиях

Коррозия, способы защиты от нее в бытовых условиях требуют соблюдения определенной последовательности:

1. Перед нанесением грунтовки или преобразователя ржавчины поверхность тщательно очищается от грязи, масляных пятен, ржавчины. Используйте проволочные щетки или специальные принадлежности для болгарки.

2. Затем нанесите слой грунтовки, дайте ему впитаться и высохнуть.

3. Далее изделие окрашивается в два слоя. Первому оставляют сначала сохнуть. При работе необходимо использовать средства защиты (перчатки, защитные очки, респиратор).

Защита металлов от коррозии — сложный процесс. Он начинается на этапе плавления стали. Перечислить все методы борьбы с ржавчиной сложно, так как они постоянно совершенствуются не только в промышленности, но и в быту. Производители лакокрасочных материалов постоянно совершенствуют рецептуры, повышая их коррозионные свойства. Все это значительно продлевает срок службы металлоконструкций и металлопродукции.

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях (2 видео)

Промышленные способы защиты

К методам защиты металла от коррозии в промышленных целях относятся:

• термическая обработка;
• картина;
• пассивация или легирование;
• защитное металлическое покрытие;
• электрическая защита;
• применение ингибиторов.

Термическая обработка в основном сводится к повышению жаропрочности металлов. Этого можно добиться разными способами. Этот метод защиты направлен на борьбу с избирательным, точечным и межкристаллическим разрушением. В результате термической обработки устраняется структурная неоднородность и сплав лишается внутренних напряжений.

Защита краски от коррозии известна своей надежностью. Это удобный способ с простой технологией, который также позволяет изменять цвет и внешний вид конструкции. В результате использования данной технологии защиты на поверхности изделия образуется сплошная пленка. Предотвращает разрушение металлической конструкции, защищает от агрессивных воздействий окружающей среды. Антикоррозийные краски и лаки обычно состоят из пленкообразующих веществ, растворителей, пластификаторов, пигментов, наполнителей, катализаторов. Эффективность этого метода во многом зависит от правильного нанесения и технологии подготовки поверхности. Немаловажный фактор — толщина покрытия.

Пассивация заключается в добавлении компонентов сплава во время плавления металлов. К этим примесям относятся хром, никель, молибден. Этот очень эффективный метод замедляет анодный процесс. Металлический сплав переходит в состояние повышенной прочности — происходит пассивация. На поверхности образуется идеально структурированная оксидная пленка. Поэтому перерабатываются железо, алюминий, медь, магний, цинк и сплавы на их основе. В результате пассивации металлы приобретают не только коррозионную стойкость, но и жаростойкость.

Металлическое покрытие широко используется в качестве защитного средства. Он может быть катодным или анодным. Целостность защитного слоя обеспечивает эффективную защиту металла от нежелательных воздействий. Однако повреждение или образование пор на внешнем слое может вызвать окисление внутреннего слоя. Поэтому этот метод вызывает споры. Формирование защитного металлического покрытия может происходить несколькими способами:

• электрохимически;
• погружение в расплавленный металл;
• нанести расплавленное покрытие на обрабатываемую поверхность струей сжатого воздуха;
• химик.

Электрозащита применяется, когда необходимо защитить котлы, стальные детали, подводные части морского транспорта, части буровых платформ. Изделие подключается к отрицательному полюсу источника тока. Благодаря этому ток в электролите проходит через анодные пластины, а не через защищаемую деталь.

Ингибиторы — это вещества, замедляющие или блокирующие химические реакции, вызывающие появление ржавчины. При попадании в агрессивную среду ингибиторы создают адсорбционную пленку на поверхности продукта. Благодаря ему изменяются электрохимические параметры металлов, замедляются процессы на электродах. Это эффективная и технологически простая мера защиты.

Этапы антикоррозионных работ

• Подготовка необходимых материалов.

• Нанесение грунтовки для лучшего сцепления глазури.

• Нанесение эмалей с защитным покрытием

• Сушка покрытия или термообработка.

Самым эффективным методом нанесения красок и покрытий считается безвоздушное распыление. Так как позволяет красить максимально качественно. Существующие неровности металла.

Менее эффективный способ — рисовать кистью. Не рекомендуется наносить лакокрасочные покрытия валиком.

Металлические покрытия

Эти методы предотвращения коррозии включают погружение стали в расплавленный металл, который имеет более низкий электрический потенциал, чем железо (чем больше разница, тем эффективнее покрытие).

Практическое применение находят в гальванических покрытиях цинком или оловом, а также в диффузионных покрытиях никелем, хромом, кремнием или алюминием. По сравнению с другими методами защиты от коррозии гальваника известна самой низкой начальной стоимостью, стабильностью и универсальностью.

Поскольку расход металла протектора достаточно высок, преимущества получают технологии, которые отличаются экономичностью используемых компонентов и стойкостью создаваемых покрытий. Первым в этом списке идет гальванизация. Железо в стали вступает в реакцию с цинком, образуя прочное покрытие из сплава, которое действует как защита.

Неметаллические покрытия

Один из самых простых способов предотвратить коррозию — использовать защитные покрытия из неметаллов, таких как краска, пластик, воск или пыль. Порошки, включая эпоксидную смолу, нейлон и уретан, наносятся на металлическую поверхность и нагреваются до плавления, образуя тонкую пленку.

Краска действует как покрытие, защищающее металлическую поверхность от электрохимических зарядов, исходящих от коррозионных соединений. Обычно используется сочетание нескольких слоев краски, выполняющих разные функции. Грунтовка действует как ингибитор, средний слой увеличивает общую толщину краски, а верхний слой обеспечивает устойчивость к факторам окружающей среды.

Химические покрытия

Это относится к методам временной защиты стали от коррозии, например, при пластической деформации при повышенных температурах. Наиболее часто используемые технологии — фосфатирование и оксалация.

При фосфатировании поверхность покрывается сплошным слоем фосфатных солей железа и марганца, а при оксалации — водорастворимыми солями щавелевой кислоты. Фосфатирование применяется для обработки нелегированных, оксалатно-легированных сталей. Покрытие плотно прилегает к поверхности, помогая снизить трение и износ инструмента. После окончания формовки покрытие снимается.

Изменение состава технического металла и коррозионной среды

Он состоит из специального сплава стали с элементами, повышающими его устойчивость к коррозии. По возможности в механическую систему, работающую в условиях высокой температуры и влажности, вводится смазка, содержащая антикоррозионные компоненты (восстановители).

Одним из элементов, положительно влияющих на коррозионную стойкость стали, является хром. Для достижения этого эффекта сталь должна содержать не менее 13% хрома. Каждые дополнительные 5% хрома обеспечивают еще лучшую коррозионную стойкость.

Никель — второй важный элемент, улучшающий коррозионную стойкость стали, с добавлением никеля он также стабилизирует аустенит. Третьим важным элементом повышения коррозионной стойкости является молибден. Однако его добавки только повышают коррозионную стойкость нержавеющих сталей с достаточным содержанием хрома и никеля.

Электрохимическая защита

Процесс коррозии, возникающий при контакте двух разных металлов в электролите, можно остановить с помощью системы катодной защиты. Для реализации метода активные центры на поверхности металла должны быть преобразованы в пассивные путем подачи электронов из другого источника (обычно используются аноды, прикрепленные к поверхности). Металлы, используемые для анодов, — это алюминий, магний или цинк.

Катодная защита очень эффективна в бытовых приборах, однако аноды необходимо часто проверять, что увеличивает расходы на техническое обслуживание.