Термин «коррозия металла» — понятие достаточно широкое, включающее в себя несколько видов постепенного разрушения металлов и их сплавов под действием факторов внешней среды.
Чисто механическое воздействие – трение, удары, выветривание – не считается коррозией, а именуется эрозией или истиранием. Фактически, коррозия – это разрушение под действием химического, физико-химического или электрохимического воздействия.
При этом физико-химическим воздействием считается ускорение процесса окисления металла под действием повышенной температуры.
Довольно часто этот термин заменяют словом «ржавление», а корродировавший слой – ржавчиной. Но это справедливо только для железа и его сплавов.
Виды коррозии металлов
Учитывая сложность процесса и его многообразие, классификация видов коррозии ведется по нескольким группам признаков:
- механизм – химический или электрохимический;
- окружающая среда. Выделяют общую газовую, атмосферную (с наиболее активным действием кислорода), электролитную и неэлектролитную, подземную (иначе почвенную), биологическую среды. Также агрессивной средой считаются блуждающие токи;
- условия протекания. С погружением, без погружения и частичным погружением в среду, с непосредственным контактом, через щель, в результате трения. Выделяют межкристаллитное воздействие (по границам кристаллов и зон), коррозию под постоянным или переменным электрическим напряжением;
- степень разрушения объекта. Коррозия может быть сплошной, захватывающей всю поверхность объекта (равномерной, неравномерной, избирательной) или локальной. В этом случае отмечают пятна, язвы, точки и сквозные поражения, а также межкристаллитный вариант.
Несколько примеров для лучшего понимания сути и разновидностей коррозии.
- Повреждение днища автомобиля. Считается химическим, с активным действием влаги и атмосферного кислорода, активных газов выхлопа, дорожной «химии» и частично моющих средств при помывке авто. В случае пробоя электропроводки на днище могут воздействовать слабые токи, в этом случае коррозия будет уже электрохимической и заметно ускорится.
- Ржавление гвоздей и другого крепежа из сплавов железа в строительных конструкциях. Химический процесс, связан с атмосферной влагой и кислородом. При повышенной кислотности материала, в котором установлен крепеж, или увеличении кислотности атмосферных осадков и газовой среды ржавление усиливается и проходит быстрее.
- Сваи в морской воде. Активное воздействие агрессивного электролита (которым является морская вода) приводит к быстрому разрушению металлических конструкций. Скорость коррозии усиливают перепады температуры и механическое воздействие волн.
- Поверхностное разрушение сантехнических устройств и радиаторов отопления. Это характерный пример электрохимической коррозии, где в роли электролита выступает водопроводная вода (теплоноситель в отопительной системе) и моющие средства для сантехники.
Последний вариант (на фото) – это именно коррозия, но не ржавление, поскольку сплав, как правило, создается не на основе железа.
Что происходит с металлом в процессе коррозии
Поверхность металлических объектов в химически или электрически активной среде постепенно разрушается, окисляясь и теряя частицы металла. Их замещение на более хрупкие окислы приводит к потере прочности, изменению эксплуатационных характеристик объекта.
Под действием электролитов (конденсат, дождевая вода и снег, морская и речная, озерная вода, растворы щелочей и кислот, жидкости с высоким содержанием солей) на поверхности металла образуются так называемые гальванические элементы.
В зависимости от химического потенциала соприкасающихся материалов металл быстрее или медленнее растворяется.
Особенно сильно воздействие коррозии на границе двух металлов – например, в местах установки заклепок на металлический лист или по сварочным швам.
При химической коррозии электрических процессов нет, идет прямое окисление металла атмосферным (или находящимся в газовой, жидкой среде) кислородом. Так, например, образуется окалина при нагреве железистых сплавов до высоких температур (например, во время ковки).
На фото слева – часть кованого ножа, еще не очищенного от окалины, справа – уже отшлифованная.
Отдельно стоит рассмотреть процесс так называемой питтинговой коррозии (язвенной). Этот термин связан с англоязычным понятием pitting, от pit — покрывать(ся) ямками, язвами. В процессе такого разрушения на поверхности металла образуются вначале мелкие, точечные ямки и полости, которые затем разрастаются в глубь массива.
Первичные нарушения целостности наблюдаются в тех местах, где на поверхности металлической детали есть микроповреждения – выход на поверхность зерен, микротрещин, пор, различных включений. Очень часто причиной начала язвенной коррозии являются остатки прокатной окалины, не полностью удаленной при механической обработке и/или нанесении защитного слоя.
Прямые и косвенные проблемы, связанные с коррозией металла
Основная беда коррозии – постепенное разрушение корродировавших частей конструкций и изделий. При этом степень повреждение по внешнему виду можно оценить не всегда, и потеря прочности становится неожиданной и критичной.
Особенно сильно действует межкристаллическая, то есть проходящая по границам кристаллов, коррозия. Внешне процесс может быть совершенно незаметен, в то время как уровень потери прочности достигает уже 50…60%.
Наименьшее воздействие на прочностные свойства изделий оказывает поверхностное разрушение.
На фото показана часть конструкций башни Шухова в Москве. Поверхностное ржавление существенно снизило конструктивную прочность, но не привело к разрушению сооружения (пока)
Оценить уровень потерь от коррозии металла крайне сложно. Дело даже не в непосредственных убытках от разрушения корродировавших деталей или конструкций, а в простоях техники и сооружений и нарушениях их работоспособности в целом, связанных с коррозионным разрушением отдельных элементов.
Способы защиты металлов от коррозии
Предотвращение начала или активного протекания коррозии – более удачный способ избавиться от проблем с разрушением металлов, чем постоянная замена или восстановление деталей. Поэтому все производители металлических изделий уделяют максимум внимания разработке и совершенствованию способов защиты своей продукции от ржавления.
На данный момент есть четыре основных направления:
- изменение свойств металла введением добавок. По этому принципу изготавливаются нержавеющие стали – добавки хрома (12%) повышают стойкость сплава к коррозии до почти полной невосприимчивости в нормальных бытовых условиях. Изменения температуры и состава окружающей среды снижают стойкость нержавеющей стали к коррозии;
- использование защитных покрытий. Применяются различные (в чистом виде и комбинациях) лако-красочные, эмалевые, полимерные составы. Также – и с большим успехом – используется поверхностное нанесение менее активных химически металлов (оцинковывание, хромирование, никелирование, золочение);
- применение небольших элементов (пластинок, заклепок) из более активных металлов для сохранения основного объема и массы изделия – коррозии в этом случае подвергаются именно добавленные элементы. Отдельно можно выделить создание слабого тока в самом изделии для нейтрализации тока электрохимической коррозии. Применение этого способа ограничено определенными условиями эксплуатации;
- введение ингибиторов – веществ, угнетающих процесс коррозии – в окружающую изделие среду.
Последний метод требует отдельного рассмотрения.
Применение ингибиторов коррозии
По свойствам эти сложные химические составы делятся на две группы – средства, уменьшающие коррозионную активность внешней среды (пассиваторы) и комплексы, образующие на поверхности защищаемого изделия предохраняющий от коррозии слой адсорбирующего типа (адсорбаторы).
Кстати, для тех, кто не знает точно, чем различаются аБсорбция и аДсорбция. В первом случае это поглощение из газовой среды веществ жидкостью, во втором – поглощение веществ из той же среды поверхностным слоем твердого тела.
Очень часто ингибиторы применяют в магистралях и локальных системах отопления. В этом случае существенно уменьшается внутренняя коррозия трубопроводов и радиаторов отопления под действием теплоносителя.
Важно: в автономных замкнутых системах, работающих на дистиллированной воде, применение ингибиторов коррозии обычно не обосновано.
Также ингибиторы, в сочетании с другими компонентами, используются для профилактики и очистки водопроводов, водонагревающих устройств.
Также широко распространено применение ингибиторов в строительстве, в том числе в создании арматуры железобетонных конструкций. Обработка специальным составом препятствует коррозии арматуры в монолите и продлевает срок службы железобетона. Также сохраняется нагрузочная способность конструкции, поскольку целостность арматуры позволяет сохранять нормальный уровень сопротивления нагрузкам.
Используются ингибиторы как в виде жидкостей, так и в виде газов, вводимых в окружающую изделие среду.
Защита автомобильной техники от коррозии
Обслуживание личного авто или другой техники – это именно та область, где люди чаще всего сталкиваются с коррозионными явлениями и необходимостью защиты от них.
Поэтому отдельно рассмотрим средства для защиты автомобилей, других транспортных средств и механизмов от коррозии и связанных с ней поломок.
Гидроизолирующие мастики. Чаще всего встречаются битумно-каучуковые, резино-битумные, сланцевые. По сути дела, это жидкая гидроизоляция, которая в горячем или холодном виде наносится на металлические (и не только) элементы механизмов.
Получается достаточно стойкая защита от действия атмосферной влаги, как в прямом виде (дождь, снег), так и конденсата, а также от воды в процессе мытья техники. Использование возможно только на внутренних элементах механизмов (под капотом автомобиля или на его днище, например).
Впрочем, при низких требованиях к эстетике возможна и наружная обработка – все зависит от назначения элемента и особенностей его работы.
Обмазочные материалы на основе парафина, воска или нефтяного масла. Создают на поверхности металлических деталей тонкую эластичную пленку, предохраняющую от коррозии. Требуют периодического возобновления покрытия, особенно на поверхностях, активно подвергающихся внешнему воздействию. Среди перечня этих средств стоит выделить так называемое «Пушечное сало».
Жидкие маловязкие материалы для скрытых полостей.
Используются для обработки труднодоступных элементов техники, куда можно проникнуть только через технологические отверстия малого диаметра – соответственно, обмазочная изоляция невозможна.
Маловязкие жидкости, имеющие очень высокую текучесть, обволакивают детали и вытесняют с их поверхности влагу, образуют полувысыхающую стойкую пленку.
Аэрозольные составы. Принцип их действия тот же, что и у обмазочной гидроизоляции, различие лишь в способе нанесения. Почти всегда составы содержат ингибиторы коррозии.
Таким образом, обработка днища автомобиля от коррозии – места, больше всего подверженного ржавлению – и других элементов машины возможна любым из перечисленных типов средств, в зависимости от условий эксплуатации и назначения/расположения защищаемой детали.
Заключение
Напоследок хочется еще раз напомнить: гораздо дешевле и проще (в том числе по временным затратам) выходит предварительная защита конструкций и механизмов от коррозии различного типа, чем последующий ремонт и замена поврежденных деталей.
Коррозия металлов
Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла.
Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери.
А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.
Что такое коррозия и её разновидности
Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:
- Повышенная влажность окружающей среды.
- Наличие блуждающих токов.
- Неблагоприятный состав атмосферы.
Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.
Химическая коррозия
Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую).
Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4.
Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.
Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.
Электрохимическая коррозия
Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов).
Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне.
Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.
Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.
Трибохимическая коррозия
Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость.
Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка».
Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.
Методы борьбы с коррозией
Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:
- Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
- Поверхностная металлизация;
- Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
- Изменение химического состава окружающей среды.
Механические поверхностные покрытия
Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска.
Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий.
В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.
Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.
Химические поверхностные покрытия
Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием.
Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты.
Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.
Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.
Легирование и металлизация
В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина.
Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения.
При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.
Изменение состава окружающей среды
В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон).
Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования — защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д.
Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.
Кто нам мешает, тот нам поможет
В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них — закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку.
Присутствуя на поверхности заготовки, Fe3O4 перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов.
Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.
Оставляете заявку на сайте или по телефону
Оцениваем запрос и тех. документацию
Осматриваем объект
Подготавливаем КП
Сдаем работу заказчику
Выполняем работы
Разрабатываем рабочую документацию
Заключаем договор
Наши преимущества
Подготовленный персонал, находящийся постоянно в штате
Наличие богатого технического оснащения
Гарантийное и послегарантийное обслуживание
Самый большой спектр услуг в России
Большой опыт работы на разнотипных объектах
Коррозия металла – виды и способы защиты
Коррозийные процессы представляют наиболее реальную угрозу для металлических конструкций. Вне зависимости от толщины стали, ржавчина способна быстро привести материал в негодность.
В некоторых случаях, при небольших повреждениях, развитие коррозии удается остановить, а последствия ликвидировать. Чаще всего приходится менять металлические элементы полностью.
Поэтому защита стали от коррозии является первоочередной задачей при строительстве и эксплуатации конструкций.
Причины и последствия образования коррозии на металле
В идеальных условиях любой металл сохраняет свои характеристики в течение длительного периода времени. Даже если в состав материала не входят дополнительные примеси, отсутствие внешних воздействий позволяет сохранять прочность и жесткость конструкции. В реальной жизни таких условий добиться практически невозможно. Коррозийные процессы могут быть вызваны следующими причинами:
- повышенная влажность воздуха, за счет которой металл постоянно подвергается значительным нагрузкам и очень быстро начинает окисляться;
- выпадение осадков на незащищенную поверхность стали также влечет за собой распространение очагов коррозии;
- часто причиной окисления металла являются блуждающие токи, присутствующие на поверхности изделия;
- атмосфера с различным содержанием химически активных элементов также может вызвать увеличение скорости распространения коррозии.
На начальном этапе окисления на поверхности металла становятся заметны яркие пятна, впоследствии металл полностью покрывается ржавчиной. Если не обращать внимания на подобные явления, со временем коррозия проникает внутрь изделия, полностью разрушая его.
Разновидности коррозийных процессов
Коррозия стали по типу может быть химической и электротехнической. В первом случае атомы металла и окислителя вступают в реакцию и образуют прочные связи. Образовавшаяся структура не проводит электричество, в отличие от первоначального состава изделия. Для электротехнической коррозии характерно полное разложение металла, который становится непригоден в дальнейшей эксплуатации.
Кроме химической и электротехнической можно выделить и другие виды коррозии:
- чаще других встречается газовая коррозия, протекающая при высокой температуре и минимальном содержании влаги в рабочей среде;
- атмосферная коррозия развивается при нахождении металлического изделия в газовой среде высокой влажности;
- биологические микроорганизмы также могут оказывать негативное влияние на прочность и целостность стальных конструкций, вызывая окисление материала;
- при взаимодействии различных металлов, состав и стационарный потенциал которых отличается, пятна ржавчины могут появиться в точках соприкосновения изделий;
- воздействие радиоактивного излучения приводит к разрушению структуры стали и развитию коррозийных процессов.
В большинстве случаев сложно выделить какой-то один вид коррозии, негативно воздействующий на состояние металлоконструкций.
Разрушение и деградация стали вызвана влиянием нескольких факторов, таких как повышенная влажность, неблагоприятный состав атмосферы, биологическая активность микроорганизмов, радиационный фон.
Единственным способом исключить или снизить скорость распространения коррозии является защита материала специальными составами и средствами.
Технология защиты стали от возникновения и развития коррозии
Оптимальным вариантом для исключения коррозии является использование при строительстве и монтаже специальных марок стали, неподверженных окислению. В противном случае от собственника металлоконструкций потребуется обеспечить своевременную защиту стали от окисления. Возможными вариантами подобного подхода являются:
- поверхностная обработка металла специальными составами, устойчивыми к атмосферным воздействиям;
- металлизация конструкций, также выполняемая поверхностным методом;
- легирование стали специальными составами, особенностью которых является устойчивость к окислительным процессам;
- непосредственное воздействие на окружающую химическую среду с целью изменения ее состава.
Каждая из указанных методик имеет свои достоинства и условия использования. Выбор способа зависит от текущего состояния стальной конструкции, интенсивности развития коррозии, условий эксплуатации металлических изделий.
Поверхностная обработка металла
Самым простым и наиболее распространенным способом является механическая обработка стали. Конструкция окрашивается эмалями и красками с высоким содержанием алюминия.
В результате полностью перекрывается доступ окружающего воздуха к металлу. Простота и невысокая стоимость технологии являются ее основными достоинствами.
К минусам можно отнести недолговечность покрытия и необходимость периодически его обновлять.
Химическая обработка металла
Отличным способом защиты стали от коррозии является ее обработка химическим способом. На поверхности создается тонкая и прочная пленка, наличие которой предотвращает проникновение к металлу влаги и других негативных сред. Технология применяется только с использованием специальных средств, а ее стоимость доступна не каждому собственнику металлоконструкций.
Металлизация и легирование
Нанесение слоя цинка, хрома, серебра или алюминия также является отличным способом обработки стали. Металлизация и легирование позволяет создать на поверхности стали дополнительный слой металла, устойчивого к воздействию окружающей среды. Способ обработки меняется в зависимости от используемого сплава, эффективность метода доказана на практике.
Изменение окружающей среды
Для многих металлоконструкций и изделий, работающих в замкнутом пространстве, гораздо выгоднее создать благоприятные условия. В таких случаях используется технология вакуумирования, в камеру закачивают различные по составу газы. В результате исключается контакт металла и окружающей среды, процессы коррозии полностью отсутствуют.
Каждая из указанных технологий имеет свой диапазон использования. При этом бороться с коррозией необходимо сразу после начала использования металлоконструкций. В противном случае окисление металла будет необратимым, изделие придется ремонтировать или полностью менять гораздо раньше требуемого срока эксплуатации.
Методы защиты от коррозии металлов
Методы защиты от коррозии металлов актуальны. Потому что металл является одним из самых востребованных материалов применяемых в автомобилестроении. И несмотря на то, что в некоторых областях его успешно заменяют, основная проблема, связанная с использованием металлических изделий это коррозия. Виды и методы защиты коррозии металла различаются друг от друга.
Коррозия, разрушение металла в результате электрохимического воздействия.
Это растворение во влагосодержащей или воздушной среде электролита или химического воздействия, в результате которого происходит соединение металлов с химическими элементами, находящимися в воздушной или водной среде.
Ржавление это коррозия железа и его сплавов, коррозия других металлов сводится к окислению, образованию оксидов. Химическая коррозия возникает в результате воздействия сухих газов и жидкостей, вступающих в химическую реакцию с металлом.
Виды коррозии металлов:
- — процессы это химические и электрохимические
- -по характеру разрушения равномерная, и не равномерная
- — по виду коррозионной среды газовая, жидкостная, атмосферная, почвенная
Химическая коррозия
Основана на реакции между металлом и агрессивной средой. Результатом этой коррозии является образование на металле окалины или в случае с медью образуется зеленый налет. Этот тип коррозии распространяется равномерно по всей поверхности металла. Химическая коррозия не так сильно воздействует на металл, как электрохимическая.
Электрохимическая коррозия
Это процесс, при котором металлы и сплавы утрачивают часть своих электронов, они переходят в электролитический раствор, образующийся на поверхности металла в виде ионов, а электроны, замещающие атомы металла, переходят в металл с отрицательным зарядом, образуется гальваническая реакция в результате чего происходит разрушение металла. Металлы применяемые в строительстве подвергаются, как правило электрохимической коррозии, из за присутствия влаги на поверхности металла, вызвано это постоянным изменением температуры, в результате чего образуется конденсат.
Атмосферная коррозия
Атмосферная коррозия металла, аналогична протеканию электрохимической коррозии, в связи с наличием влажности воздуха. При повышении влажности свыше 70 процентов происходит интенсивная потеря стали. Также на процесс коррозии влияет наличие агрессивных элементов в окружающей среде таких как углекислый газ, диоксид серы,
По охвату поверхности коррозия может быть равномерная, при этом она не представляет большой опасности, если не достигает критических размеров повреждения металла. Наиболее опасна неравномерная коррозия металла Потому что могут образовывать отдельные очаги повреждения металла, что приведет к значительному ослаблению элементов металлической конструкции.
- Избежать процессы коррозии, полностью невозможно, но снизить воздействие этих процессов возможно.
- По видам различают несколько мер воздействия на коррозию.
- Методы защиты от коррозии металлов разделяются на технологические, активные и пассивные.
Активные методы
Методы защиты от коррозии металлов предполагают постоянное воздействие на металл, к ним относятся способы изменения коррозионной среды. Это снижение кислотности почвы, снижение содержания хлора в воде.
Также к активному методу относится протекторная защита, она заключается в связывании металла с контактным материалом, который больше подвержен окислению, он называется протектором и по сути является громоотводом.
Принимает на себя электролизные процессы, влияющие на ржавление металла.
Технологические приёмы
Это когда при производстве металла происходит добавление в стальной сплав хрома , титана, марганца, никеля, которые помогают получить сталь с антикоррозийными свойствами. Например при добавлении хрома на поверхности металла образуется оксидная пленка большой плотности
Пассивные методы
Происходит изолирование металла при помощи различных покрытий, которые препятствуют образованию коррозии. Применяют катодное и анодное покрытие.
Анодное покрытие
При применении анодного покрытия металл покрывают другим металлом с большим отрицательным потенциалом. Это как правило цинк, либо кадмий. В настоящее время распространена защита металла посредством нанесения слоя цинка.
Катодное покрытие
производится металлами с более положительным потенциалом. При катодном покрытии металла соблюдается механическая защита металла. В качестве катодного покрытия применяют олово медь. никель.
Для покрытия металла применяют горячий метод, напыление, металлизацию, гальванизацию, При горячем методе сталь помещают в расплавленный металл, который покрывается тонким слоем.
Горячий способ применяют при лужении, покрытие металла оловом, и цинкование.
Оксидирование
Также применят химические способы покрытия металла, это оксидирование, образуется оксидная пленка, которая защищает металл от коррозии, ещё этот процесс называют воронение стали. Также можно обработать сталь анодированием, это электролиз алюминия. Так же посредством фосфатирования и азотирования.
Применение эмалей и грунтов
Наиболее доступным методом защиты металла является применение специальных эмалей и грунтов.
Они осуществляют барьерную защиту от воздействия вредных факторов окружающей среды, она заключается в механической защите поверхности. Нарушение покрытия происходит при образовании микротрещин, в результате происходит возникновение подпленочной коррозии, для предотвращения проводят пассивацию поверхности металла, при помощи специальных лакокрасочных покрытий.
В состав, входят специальные химические агенты. К таким лакокрасочным покрытиям относятся грунты и эмали, имеющие в своём составе фосфорную кислоту, и другие ингибирующие элементы, замедляющие процесс коррозии.
Более эффективными лакокрасочными материалами являются те которые осуществляют протекторную защиту.
Это достигается путем добавления, в лакокрасочные покрытия металлов создающих донорские электронные пары, к ним относятся цинк, магний и алюминий.
Для защиты металлических конструкций, которые эксплуатируются в условиях промышленной атмосферы, разрабатываются специальные эмали, образующие, влагозащищающие уретановые покрытия. Для защиты от постоянного контакта с водной средой выпускаются эмали, способные наносится на цинк, медь и другие поверхности.
В настоящее время на рынке представлен широкий спектр антикоррозионных эмалей. Одним из новшеств является покрытие металла фторопластом, он обладает химической инертностью практически ко всем агрессивным средам.
Эмали на его основе наносятся кистью, воздушным и безвоздушным распылением, на очищенную поверхность металла.
При применении, того или иного материала необходимо учитывать факторы такие как вид металла условия его эксплуатации, производственные возможности и целесообразность использования.
Средства коррозионной обработки применяются в зависимости от марки металла, воздействующей среды, действующих на него нагрузок. Для каждой сферы эксплуатации конструкции предусмотрены нормативы. Оптимальным методом является, обработка металла в условиях завода. То есть нанесение, транспортировочного грунта.
Прежде чем он попадет на строительную площадку. Нанесение антикоррозионных материалов обеспечивают всего на всего 20 процентов защиты металла, основным фактором влияющим на качественную защиту металла является его предварительная обработка, от грязи . ржавчины, а также любых других веществ которые будут оказывать препятствие для окрашивания поверхности.
Обработка металла от коррозии
- Механическая очистка поверхности при помощи щеток, скребков а также с применение электроинструмента с различными насадками
- Пескоструйная очистка наиболее эффективный метод для очищения поверхности, но имеющий ряд недостатков, таких как низкая производительность, создание запыленности, что нарушает условия труда на строительной площадке.
- Гидроструйная очистка повышает производительность, а применение абразивных материалов улучшает качество очистки.
Химическая очистка. Подразумевает применение специальных материалов которые разделяются на смываемые и несмываемые.
Смываемые методы химической очистки
К смываемым относятся 5% раствор соляной или серной кислоты, но при использовании этих материалов необходимо применять вещество, замедляющее химический процесс, так называемый ингибитор. Если не замедлить химическую реакцию помимо ржавчины уничтожится и сам металл.
Можно использовать 15-30 % раствор ортофосфорной кислоты, в результате ее применения ржавчина превращается в твердую структуру, которая и является защитой от последующей коррозии. Хорошо помогает смесь 50 г молочной кислоты на 100 мл вазелинового масла.
Кислота преобразует ржавчину в соль, а вазелиновое масло её растворяет.
Несмываемые методы химической очистки
Относят применение грунт преобразователей, ржавчина преобразуется в грунт, и не требует дальнейшего смывания.
Если не удаётся полностью избавиться от ржавчины необходимо для предварительного окрашивания металла применить грунтовку со специальными антикоррозионными свойствами.
Окончательная обработка поверхности производится с использование лаков, красок, эмалей со специальными свойствами.
Этапы антикоррозионных работ
- Подготовка необходимых материалов.
- Нанесение грунтовки обеспечивающей лучшее сцепление эмалей.
- Нанесение эмалей с защитным покрытием
- Сушка покрытия или его термообработка.
Наиболее эффективным способ нанесения лакокрасочных покрытии считается метод безвоздушного напыления. Так как он наиболее качественно позволяет прокрашивать. Имеющиеся неровности металла.
Менее эффективный способ это прокрашивание кистью. Нежелательно наносить лакокрасочные покрытия валиком.
Контроль качества выполненных работ
Применяемые методы защиты от коррозии металлов подвергаются контролю качества. Выполняется с целью проверки ранее выполненного производственного контроля. Предупреждение дефектов. Разработка мер по устранению обнаруженных дефектов. Контроль качества антикоррозионных работ начинается с проверки документации.
Должны быть предоставлена документация на объект антикоррозионной защиты, на применяемые материалы, сертификаты о качестве продукции. По окончании проведения контроля качества работ составляется акт содержащий сведения о месте проведения работ, о состояния проведенных работ, о примененных материалах их марки и расходе. Сведения о организации исполнителе, и подписи лиц проводивших работы.
Комиссия, проводящая контроль качества работ проверяет следующие параметры:
- — вид антикоррозионного покрытия, не должно быть наличие мест не подвергнутых обработке.
- — проверяется толщина слоя покрытия путем замера в различных местах, где предположительно возможна не качественная обработка.
- — контролируется адгезия лакокрасочного материала с металлической поверхностью.
Нарушения выявляемые, при контроле качества работ
После выполнения работ образуется ржавление на поверхности обработанного металла, это связано с тем что не был соблюден, температурный режим или не удалена полностью влага. Так же возможна недостаточная очистка металла от окислов, это приводит к возникновению последующей коррозии.
Не достаточно убранные различные загрязнители масло, мыло, соли все это приведет к нарушению лакокрасочного покрытия дальнейшему ржавлению металла. Присутствие пыли на обрабатываемой поверхности снижает адгезию. Что приводит к отслоению лакокрасочного покрытия.
Не выдерживание времени, которое допустимо на нахождение металла без обработки приводит к его ржавлению, также должна соблюдаться межслойная выдержка, растворитель не успевает раствориться и происходит его просачивание через другие слои. Что приводит к нарушению покрытия в виде пузырения.
Все эти нарушения, выявленные при проведении контроля качества, подлежат немедленному устранению.
Загрузка...
