Одной из серьезных угроз для инструментов и конструкций, выполненных из металла, является коррозия. По этой причине большую актуальность приобретает проблема их защиты от столь неприятного процесса. При этом сегодня известно немало методов, которые позволяют достаточно эффективно решить эту проблему.
Антикоррозионная защита - зачем она нужна
Коррозия представляет собой процесс, сопровождающийся разрушением поверхностных слоев конструкций из стали и чугуна, возникающий в результате электрохимического и химического воздействия. Негативным следствием этого становится серьезная порча металла , его разъедание, что не позволяет использовать его по назначению.
Экспертами было проведено достаточно доказательств тому, что ежегодно порядка 10% от общего объема добычи металла на планете уходит на устранение потерь, связанных с воздействием коррозии, из-за которой происходит расплавление металлов и полная потеря эксплуатационных свойств металлическими изделиями.
При первых признаках воздействия коррозии изделия из чугуна и стали становятся менее герметичными, прочными. В то же время ухудшаются такие качества, как теплопроводность, пластичность, отражательный потенциал и некоторые иные важные характеристики. В дальнейшем конструкции и вовсе нельзя применять по назначению.
Вдобавок к этому именно с коррозией связывают большинство производственных и бытовых аварий, а также и некоторые экологические катастрофы . Трубопроводы, используемые для транспортировки нефти и газа, имеющие значительные участки, покрытые ржавчиной, могут в любой момент лишиться своей герметичности, что может создать угрозу для здоровья людей и природы в результате прорыва подобных магистралей. Это дает понимание того, почему так важно предпринимать меры по защите конструкций из металла от коррозии, прибегая к помощи традиционных и новейших средств и методов.
К сожалению, пока не удалось создать такой технологии, которая бы смогла полностью защитить стальные сплавы и металлы от коррозии. При этом имеются возможности для задержания и уменьшения негативных последствий подобных процессов. Эта задача решается посредством использования большого количества антикоррозионных средств и технологий.
Предлагаемые сегодня методы борьбы с коррозией могут быть представлены в виде следующих групп:
- Использование электрохимических методов защиты конструкций;
- Создание защитных покрытий;
- Разработка и производство новейших конструкционных материалов, демонстрирующих высокую стойкость к коррозионным процессам;
- Добавление в коррозионную среду особых соединений, благодаря которым можно замедлить распространение ржавчины;
- Грамотный подход к выбору подходящих деталей и конструкций из металлов для сферы строительства.
Защита изделий из металла от коррозии
Обеспечить способность защитного покрытия выполнять поставленные перед ним задачи можно за счет целого ряда специальных свойств:
Создавать подобные покрытия следует тем расчетом, чтобы они располагались на всей площади конструкции в виде максимально равномерного и сплошного слоя.
Доступные сегодня защитные покрытия для металла могут быть классифицированы на следующие типы:
- металлические и неметаллические;
- органические и неорганические.
Подобные покрытия получили широкое распространение во многих странах. Поэтому им будет уделено особое внимание.
Борьба с коррозией при помощи органических покрытий
Чаще всего для защиты металлов от коррозии прибегают к такому эффективному методу, как использование лакокрасочных составов. Этот метод на протяжении многих лет демонстрирует высокую эффективность и несложность в плане реализации.
Использование подобных соединений в борьбе против ржавчины предусматривает достаточно преимуществ , среди которых простота и доступная цена не являются единственными:
- Используемые покрытия могут придавать обрабатываемому изделию различный цвет, в результате это позволяет не только надежно защитить изделие от ржавчины, но и обеспечить конструкциям более эстетичный внешний вид;
- Отсутствие сложностей с реставрацией защитного слоя в случае его повреждения.
Увы, однако у лакокрасочных составов имеются и определенные недостатки , к числу которых нужно отнести следующие:
- низкий коэффициент термической стойкости;
- низкая устойчивость в водной среде;
- низкая стойкость к воздействию механического характера.
Это вынуждает, чему не противоречат требования действующих СНиП, прибегать к их помощи в ситуации, когда изделия подвергаются воздействию со стороны коррозии с максимальной скоростью 0,05 мм в год, при этом расчетный срок службы не должен превышать 10 лет.
Ассортимент предлагаемых сегодня на рынке лакокрасочных составов может быть представлен в виде следующих элементов:
При выборе того или иного лакокрасочного состава следует обращать внимание на условия эксплуатации обрабатываемых конструкций из металла. Применять материалы на основе эпоксидных элементов желательно для тех изделий, которые будут эксплуатироваться в атмосферах, содержащих испарения хлороформа, двухвалентного хлора, а также для обработки изделий, которые планируется использовать в разных типах кислот.
Высокую стойкость к кислотам демонстрируют и лакокрасочные материалы, содержащие полихлорвинил. Вдобавок к этому к ним прибегают в целях обеспечения защиты металла, который будет контактировать с маслами и щелочами. Если же возникает задача в обеспечении защиты конструкций, которые будут взаимодействовать с газами, то обычно выбор останавливают на материалах, содержащих полимеры.
Решая вопрос с предпочтительным вариантом защитного слоя, следует обращать внимания на требования отечественных СНиП, предусмотренных для конкретной отрасли промышленности. Подобные саннормы содержат перечень таких материалов и способов защиты от коррозии, к которым допускается прибегать, а также те, которые не следует применять. Скажем, если обратиться к СНиПу 3.04.03-85 , то там представлены рекомендации по защите строительных сооружений различного назначения:
- систем трубопроводов, используемых для транспортировки газа и нефти;
- обсадных стальных труб;
- тепломагистралей;
- конструкций, выполненных из стали и железобетона.
Обработка неметаллическими неорганическими покрытиями
Метод электрохимической или химической обработки позволяет создавать на изделиях из металла особые пленки, не допускающие негативное воздействие со стороны коррозии. Обычно для этой цели применяются фосфатные и оксидные пленки
, при создании которых учитываются требования СНиП, поскольку подобные соединения отличаются по механизму защиты для различных конструкций.
Фосфатные пленки
Останавливать выбор на фосфатных пленках рекомендуется, если необходимо обеспечить защиту от коррозии изделий из цветных и черных металлов. Если обратиться к технологии подобного процесса, то он сводится к помещению изделий в раствор цинка, железа или марганца в виде смеси с кислыми фосфорными солями, которые предварительно нагреты до отметки 97 градусов. Создаваемая пленка представляется отличной основой, чтобы в дальнейшем можно было покрыть ее лакокрасочным составом.
Важным моментом является то, что долговечность фосфатного слоя находится на довольно низком уровне. Также он обладает и другими недостатками - низкой эластичностью и прочностью. К фосфатированию прибегают в целях обеспечения защиты деталей, эксплуатация которых проходит в условиях высоких температур или соленой водной среды.
Оксидные пленки
Свою сферу применения имеют и оксидные защитные пленки. Они создаются при воздействии на металлы растворами щелочей посредством использования тока. Довольно часто для оксидирования применяют такой раствор, как едкий натр. Среди специалистов процесс создания оксидного слоя часто именуется воронением. Это обусловлено созданием на поверхности мало и высокоуглеродистых сталей пленки, имеющей привлекательный черный цвет.
Способ оксидирования является востребованным в тех случаях, когда возникает задача по сохранению изначальных геометрических размеров. Чаще всего защитное покрытие подобного типа создается на точных приборах и стрелковом вооружении. Обычно пленка имеет толщину не более 1,5 микрона.
Дополнительные способы
Существуют и другие способы защиты от коррозии, которые основываются на использовании неорганических покрытий:
Заключение
У каждого инструмента и конструкции, которая выполнена из стали, имеется ограниченный срок службы . При этом не всегда изделие может демонстрировать его в том виде, который заложен изначально производителем. Этому могут помешать различные негативные факторы, в том числе и коррозия. В целях защиты от неё приходится прибегать к различным методам и средствам.
Учитывая всю важность процедуры по защите от коррозии, необходимо правильно подобрать метод, а для этого важно учитывать не только условия эксплуатации изделий, но и их изначальные свойства. Подобный подход позволит обеспечить надежную защиту от ржавчины, в результате изделие сможет гораздо дольше использоваться по своему прямому назначению.
Человечество за десятки сотен лет возвело вокруг себя большое множество техники. Но стартом для такого широкого развития послужила эпоха, когда люди научились добывать и обрабатывать металл. Благодаря его свойствам стало возможным достигать больших вершин в технике, строить транспортные средства, которые могли доставлять человека на другой конец мира, оружие, чтобы защищается. Но сейчас техника дошла до такого уровня, что одни механизмы создают другие.
Несмотря на то, что в центре всей (или почти всей) техники находится металл, это не самый совершенный материал. С течением времени и влияния на него окружающей средой, он поддается ржавлению. Это явление наносит большей вред данному материалу, и как следствие – ухудшает работу техники, что часто может привести к аварии или катастрофе. В этой статье будет указано все о ржавеющей стали, как происходит этот процесс, и что делать, чтобы его избежать (или устранить).
Что такое ржавчина?
«Ржавчина» – так называют любые виды разрушения этого материала в быту. Если говорить конкретно, то это те покраснения, которые образовываются на металле после реакции с кислородом. Окисление пагубно влияет на этот материал, делая его хрупким, грани – рыхлыми, и уменьшают его твердость, как и эксплуатационные характеристики.
Поэтому на многих заводах используют разные составы для уменьшения трения, защиты от коррозии и других негативных воздействий окружающей среды. Об этом немного позже. Чтобы перейти к защите от такого воздействия, нежно разобраться с тем, как «гниение» влияет на сталь, и как убивает ее кристаллическую решетку.
Природное разрушение может наносить самые разные повреждения:
- Полное повреждение;
- Нарушение плотности кристаллической решетки;
- Избирательное повреждение;
- Подповерхностное.
В зависимости от характера повреждении, могут принимается разные методы борьбы с коррозией. Каждый из возможных повреждений вредит по-своему, и неприемлем в различных направлениях техники и производства. В энергетике подобные разрушения непозволительна вообще (это может привести к утечкам газа, распространению радиации, и так далее).
Видео ролик о том, что такое ржавчина и как от нее защищаться:
Воздействие ржавчины
Чтобы эффективно подбирать механизмы противодействия разрушению структуры металла, необходимо понять, как действует само ржавление. Она может быть двух видов: химической и электрохимической.
К первой – химической – можно отнести процесс того, как грань образца уничтожается просто под воздействием окружающей среды (газами чаще всего). Такая ржавчина на металле образуется за очень долгое время, и как правило, ее весьма легко избежать. Деталь необходимо чистить и наносить антикоррозионные покрытия (краски, лаки и так далее).
Кроем этого, такой процесс порчи железа возникает в влажных, мокрых средах, а также при контакте с органическими веществами, типа нефти, например. Последний случай особенно важно учитывать, так как ржавчина на нефтяных вышках недопустима.
Электрохимическая коррозия более редкая, и происходит в электролитах. Только в данном случае важна не среда, а ток, который производится в результате электризации. Именно он и разрушает металл и его поверхность (по большей части). Поэтому отличить ее можно легко по рассыпчатой поверхности металла.
Чтобы защитить металл от ржавчины нужно учитывать все эти особенности.
Как создать правильную защиту?
Коррозия металлов и способы защиты тесно связаны между собой. Поэтому все процессы защиты можно разделить на всего лишь две группы: улучшение металла во время производства, и нанесение защиты в процессе эксплуатации. К первому можно отнести изменения химического состава, который сделает деталь более стойкой к окружающему влиянию. Такую технику или предметы не нужно дополнительно защищать.
Ко второй же группе защити можно отнести различные покрытия и изоляции рабочего процесса. Избежать разрушения можно несколькими способами: избежать среды, которая ее провоцирует, или добавить что-то, что поможет избавится от распространения порчи металла, вне зависимости от среды и окружения. В домашних условиях возможен только второй вариант, так как повлиять уже готовое изделие человек без специального оборудования, печи и прочего, просто не может.
Как подготовится к воздействию ржавчины
Во время создания металлических изделий, есть два способа, как убрать коррозию или свести к минимуму ее появление. Для этого в структуру либо добавляют вещества (цинк, медь и так далее), которые стойкие к воздействию газов и других негативных раздражителей. Также часто можно встретить обратный эффект.
Как уже упоминалось, есть такой тип коррозии, как избирательный. Он разрушает определенные элементы в складе элементов. Как известно, металл состоит из разных атомов, которые образуют элементы, каждый из которых в разной степени поддается негативным воздействиям. Например, в железе это сера. Чтобы деталь из этого материала служила как можно дольше, из ее химического состава удаляется сера, из которой начинается избирательное разъединение структуры. В домашних условиях такой надежный способ невозможен.
Еще одна антикоррозионная защита может быть при производстве. При производстве наносятся специальные покрытия, которые будут защищать поверхность от внешних повреждений от химической реакции. Конструкционные материалы, которые используются при этом, могут быть только на производстве, так как в общем доступе их приобрести почти нельзя. К тому же, такое нанесение часто производится на автоматических линиях, что повышает надежность и скорость покрытия материала.
Но как бы металл не усовершенствовался, этот материал все равно будет поддаваться негативному давлению со стороны влажности, воздуха, разных газов и в процессе эксплуатации будет портится. Поэтому необходима антикоррозионная защита, которая будет не только влиять на него, но и защищать его от внешнего мира.
Очень сильно на распространение ржавчины влияет кислород. Защита металлов от коррозии также является замедление, а не только предотвращение, распространения такого негативного явления. Для этого в структуру окружающей среды вводятся специальные молекулы – ингибиторы – которые, приникая в поверхность металла, обеспечивают своего рода щит для него.
Также часто используется антикоррозийная пленка, которая может наносится разными способами. Но проще всего (и надежнее), когда ее наносят путем распыления. Используют для этого различные полимерные материалы, краски, эмали и подобное. Они также обволакивают деталь, и ограничивают к нему доступ разрушительной среды. Борьба с коррозией металла может быть самой разнообразной, несмотря на схожесть в процессе. Этот химический процесс неизбежен, и практически всегда достигает цели. Поэтому так много усилий и уходит на то, чтобы предотвратить коррозию. Способы защиты в виду этого могут комбинироваться.
Это основные методы защиты. Они популярны из-за простоты, надежности и удобства. К ним также можно отнести покрытие лаками и эмалями, но про это немного ниже.
Так, например, перед нанесением краски или эмали, работники смазывают изделие грунтовкой, чтобы краска лучше «легла» на поверхность, и между ней и изделием не осталось влаги (которую грунтовка вбирает). Эти методы защиты металлов от коррозии не всегда делаются на производстве. Домашних инструментов вполне хватит, чтобы сделать такие операции самостоятельно.
Антикоррозионная защита порой бывает весьма необычной. Например, когда один металл защищен другим. К такому приему часто прибегают, когда химический сплав нельзя изменить. Его поверхность покрывается другим материалом, который переполнен вкраплениями элементов, неподдающихся коррозийным воздействиям. Это так называемым антикоррозийный слой помогает очень надежно сохранить поверхность более чувствительного материала. К примеру, покрытие может быть из хрома.
К подобному относят и протекторную защиту металлов от коррозии. В данном случае защищаемая поверхность покрывается металлом, у которого низкая проводимость электричества (которое является одной из основных причин коррозии). Но это применяется тогда, когда контакт с окружающей средой сводится к минимуму. Поэтому подобная защита металлов от ржавчины и других опасных химических процессов, используется в комбинации, например, с ингибиторами.
Такие способы защиты применяются для того, чтобы избежать механических воздействий. То, как защитить металл надежнее всего – сказать сложно. Каждый метод может давать свои положительные результаты.
Как добиться качественного покрытия?
Не всегда защиты металла от коррозии ложится на плечи производителей. Часто заботиться о таком изделии нужно самостоятельно, и тогда лучшей схемой усовершенствования стойкости детали становится нанесение покрытия.
Первым делом, оно должно быть полностью чистым. К «грязи» можно отнести:
- Остатки масла
- Окислы
Устранять их нужно правильно и полностью. К примеру, нужно брать специальную жидкость на основе спирта или бензина, чтобы вода дополнительно не повредила структуру. К тому же, влажность на поверхности может остаться, и нанесенная поверх нее краска попросту не будет выполнять свои функции.
В замкнутой среде (между поверхностью и краской) коррозия железа будет развивается еще активнее, поэтому такая защита металла от коррозии скорее нанесет ему вред, чем поможет. Поэтому важно избегать также и влаги. После устранения грязи необходимо просушить его.
После этого можно наносить необходимое покрытие. Но все же это лучший способ защиты от ржавчины в домашних условиях. Хоть способы защиты от коррозии металлов могут быть разными, всегда нужно помнить, что неправильное их использование может привести к неприятностям. Поэтому не нужно придумывать что-то неординарное, лучше использовать уже проверенные и надежные методы защиты от коррозии металлов.
Также стоит отметить, что поверхность агрегата может быть обработана несколькими способами:
- Химическими
- Электрохимическим
- Механическим
Последний является самым простым методом того, как остановить коррозию. Первые два пункта из списка представляют собой более сложные (в техническом плане) процессы, от чего антикоррозионная защита становится надежнее. Ведь они обезжиривают металл, что делает его более удобным для нанесения на него защитного покрытия. До покрытия должно пройти не более 6-7 часов, так как за это время контакт со средой «восстановит» предыдущий результат, который был до обработки.
Защита от коррозии должна производится – по большей части – на заводе и при производстве. Но не нужно полагаться только на нее. Домашнее средство от коррозии также не повредит.
Можно ли навсегда избавится от коррозии?
Несмотря на простоту ответа, он должен быть развернутым. Коррозию и защиту металлов от коррозии нельзя отделять друг от друга, так как в их основе лежит химический состав как самого изделия, так и его окружающей атмосферы. Не зря способы борьбы с коррозией основываются именно на этих показателях. Они либо убирают «слабые» частицы кристаллической решетки (либо добавляют в нее более надежные вкрапления), либо же помогают «спрятать» поверхность изделия от газов и воздействий извне.
Антикоррозионная защита не являет собой ничего хитрого. В ее основе простая химия, и законы физики, которые также указывают на то, избежать каких-либо процессов во взаимодействии элементов невозможно. Противокоррозионная защита уменьшает вероятность развития такого исхода, повышает долговечность металла, но все же – окончательно его не спасает. Какой бы ни была она, ее все равно нужно обновлять, улучшать и комбинировать, и использовать дополнительные способы защиты металлов от коррозии.
Сказать, как предотвратить коррозию можно, но вот стремится к тому, чтобы железо вообще было ей не подвластно – не стоит. Покрытие также поддается разрушительной силе окружающего мира, и, если за этим не следить, газы и влажность доберутся и до защищенной поверхности, который под ней прячется. Коррозия и защита металлов крайне необходима (как на производстве, так и в процессе эксплуатации), но к ней тоже нужно относится с умом.
- Ремонтопригодность.
- Возможность нанесения в условиях строительной площадки.
- Нет ограничений по габаритным размерам защищаемых конструкций.
Эти методы можно разделить на 2 группы. Первые 2 метода обычно реализуются до начала производственной эксплуатации металлоизделия (выбор конструкционных материалов и их сочетаний еще на стадии проектирования и изготовления изделия, нанесение на него защитных покрытий). Последние 2 метода, напротив, могут быть осуществлены только в ходе эксплуатации металлоизделия (пропускание тока для достижения защитного потенциала, введение в технологическую среду специальных добавок-ингибиторов) и не связаны с какой-либо предварительной обработкой до начала использования.
Вторая группа методов позволяет при необходимости создавать новые режимы защиты, обеспечивающие наименьшую коррозию изделия. Например, на отдельных участках трубопровода в зависимости от агрессивности почвы можно менять плотность катодного тока. Или для разных сортов нефти, прокачиваемой через трубы, использовать разные ингибиторы.
Вопрос: Как применяются ингибиторы коррозии?
Ответ: Для борьбы с коррозией металлов широко распространены ингибиторы коррозии, которые в небольших количествах вводятся в агрессивную среду и создают на поверхности металла адсорбционную пленку, тормозящую электродные процессы и изменяющую электрохимические параметры металлов.
Вопрос: Каковы способы защиты металлов от коррозии с применением лакокрасочных материалов?
Ответ: В зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы лакокрасочные покрытия могут выполнять функции барьера, пассиватора или протектора.
Барьерная защита – это механическая изоляция поверхности. Нарушение целостности покрытия даже на уровне появления микротрещин предопределяет проникновение агрессивной среды к основанию и возникновение подпленочной коррозии.
Пассивация поверхности металла с помощью ЛКП достигается при химическом взаимодействии металла и компонентов покрытия. К этой группе относят грунты и эмали, содержащие фосфорную кислоту (фосфатирующие), а также составы с ингибирующими пигментами, замедляющими или предотвращающими процесс коррозии.
Протекторная защита металла достигается добавлением в материал покрытия порошковых металлов, создающих с защищаемым металлом донорские электронные пары. Для стали таковыми являются цинк, магний, алюминий. Под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал коррозии не подвергается.
Вопрос: Чем определяется долговечность защиты металла от коррозии лакокрасочными материалами?
Ответ: Во-первых, долговечность защиты металла от коррозии зависит от типа (и вида) применяемого лакокрасочного покрытия. Во-вторых, определяющую роль играет тщательность подготовки поверхности металла под покраску. Наиболее трудоемким процессом при этом является удаление продуктов коррозии, образовавшихся ранее. Наносят специальные составы, разрушающие ржавчину, с последующим их механическим удалением металлическими щетками.
В некоторых случаях удаление ржавчины практически невозможно осуществить, что предполагает широкое применение материалов, которые можно наносить непосредственно на поверхности, поврежденные коррозией – ЛКМ по ржавчине. К этой группе относят некоторые специальные грунты и эмали, используемые в многослойных или самостоятельных покрытиях.
Вопрос: Что такое высоконаполненные двухкомпонентные системы?
Ответ: Это – антикоррозийные лакокрасочные материалы с уменьшенным содержанием растворителя (процентное содержание летучих органических веществ в них не превышает 35%). На рынке материалов для домашнего применения в основном предлагаются однокомпонентные материалы. Главное преимущество высоконаполненных систем по сравнению с обычными – значительно лучшая коррозионная стойкость при сопоставимой толщине слоя, меньший расход материала и возможность нанесения более толстым слоем, что обеспечивает получение необходимой антикоррозионной защиты всего за 1-2 раза.
Вопрос: Как предохранить от разрушения поверхность гальванизированной стали?
Ответ: Антикоррозионная грунтовка на основе модифицированных винилакриловых смол на растворителе «Гальвапласт» применяется для внутренних и наружных работ на основаниях из черных металлов со снятой окалиной, гальванизированной стали, оцинкованного железа. Растворитель – уайт-спирит. Нанесение – кистью, валиком, распылением. Расход 0,10-0,12 кг/кв.м; высыхание 24 часа.
Вопрос: Что собой представляет патина?
Ответ: Слово «патина» обозначает пленку различных оттенков, образующуюся на поверхности меди и медьсодержащих сплавов под воздействием атмосферных факторов при естественном или искусственном старении. Иногда патиной называют оксиды на поверхности металлов, а также пленки, вызывающие со временем потускнение на поверхности камней, мрамора или деревянных предметов.
Появление патины не является признаком коррозии, скорее всего это естественный защитный слой на медной поверхности.
Вопрос: Можно ли искусственно создать патину на поверхности медных изделий?
Ответ: В естественных условиях зеленая патина образуется на поверхности меди в течение 5-25 лет, в зависимости от климата и химического состава атмосферы и осадков. При этом из меди и двух ее основных сплавов – бронзы и латуни – образуются карбонаты меди: ярко-зеленый малахит Сu 2 (СО 3)(ОН) 2 и лазурно-голубой азурит Сu 2 (СО 3) 2 (ОН) 2 . Для цинксодержащей латуни возможно образование зелено-синего розазита состава (Cu,Zn) 2 (CO 3)(OH) 2 . Основные карбонаты меди можно легко синтезировать и в домашних условиях, приливая водный раствор кальцинированной соды к водному раствору соли меди, например медного купороса. При этом в начале процесса, когда в избытке находится соль меди, образуется продукт, более близкий по составу к азуриту, а в конце процесса (при избытке соды) – к малахиту.
Сберегающее окрашивание
Вопрос: Как защитить металлические или железобетонные конструкции от влияния агрессивной среды – солей, кислот, щелочей, растворителей?
Ответ: Для создания химстойких покрытий существует несколько защитных материалов, у каждого из которых своя область защиты. Наиболее широкий спектр защиты имеют: эмали ХC-759, «ЭЛОКОР СБ-022» лак , ФЛК-2, грунтовки , ХС-010 и др. В каждом отдельном случае подбирается конкретная схема окраски, согласно условиям эксплуатации. Краски тиккурилла Коутингс Темабонд, Темакоут и Темахлор.
Вопрос: Какие составы могут применяться при окраске внутренних поверхностей цистерн для керосина и других нефтепродуктов?
Ответ: Темалайн ЛП – двухкомпонентная эпоксидная глянцевая краска с отвердителем на основе аминоаддукта. Нанесение – кистью, распылением. Высыхание 7 час.
ЭП-0215 – грунт для защиты от коррозии внутренней поверхности кессон-баков, работающих в среде топлива с примесью воды. Наносится на поверхности из стали, магниевых, алюминиевых и титановых сплавов, эксплуатируемых в условиях различных климатических зон, при повышенных температурах и воздействии загрязненной среды.
Пригодны для применения грунтовки БЭП-0261 и эмали БЭП-610.
Вопрос: Какие составы могут применяться для защитного покрытия металлических поверхностей в морской и промышленной среде?
Ответ: Краска толстопленочного типа на хлоркаучуковой основе применяется для окраски металлических поверхностей в морской и промышленной среде, подвергающихся умеренному химическому воздействию: мосты, краны, конвейеры, портовое оборудование, наружность цистерн.
Темакоут ХБ – двухкомпонентная модифицированная эпоксидная краска применяется для грунтовки и окраски металлических поверхностей, подвергающихся атмосферному, механическому и химическому воздействию. Нанесение – кистью, распылением. Высыхание 4 часа.
Вопрос: Какие составы следует применять для покрытия сложноочищаемых металлических поверхностей, в том числе погруженных в воду?
Ответ: Темабонд СТ-200 – двухкомпонентная модифицированная эпоксидная краска с алюминиевым пигментированием и низким содержанием растворителей. Применяется для окраски мостов, цистерн, стальных конструкций и оборудования. Нанесение – кистью, распылением. Высыхание – 6 час.
Темалайн БЛ – двухкомпонентное эпоксидное покрытие, не содержащее растворителей. Применяется для окраски стальных поверхностей, подвергающихся износу, химическому и механическому воздействию при погружении в воду, контейнеров для нефти или бензина, цистерн и резервуаров, очистных сооружений для сточных вод. Нанесение – безвоздушным распылением.
Темацинк – однокомпонентная цинконасыщенная эпоксидная краска с отвердителем на основе полиамида. Используется в качестве грунтовки в эпоксидных, полиуретановых, акриловых, хлоркаучуковых системах окраски для стальных и чугунных поверхностей, подвергающихся сильным атмосферным и химическим воздействиям. Применяется для окраски мостов, кранов, стальных каркасов, стальных конструкций и оборудования. Высыхание 1 час.
Вопрос: Как уберечь подземные трубы от образования свищей?
Ответ: Причин прорыва любых труб может быть две: механические повреждения или действие коррозии. Если первая причина – результат случайности и безалаберности – трубу чем-то зацепили или разошелся сварной шов, то коррозии избежать никак нельзя, это закономерное явление, вызванное влажностью почвы.
Кроме использования специальных покрытий, существует широко применяемая во всем мире защита – катодная поляризация. Она представляет собой источник постоянного тока, обеспечивающий полярный потенциал min 0,85 В, max – 1,1 В. Состоит всего лишь из обычного трансформатора переменного напряжения и диодного выпрямителя.
Вопрос: Сколько стоит катодная поляризация?
Ответ: Стоимость приборов катодной защиты в зависимости от их конструкции составляет от 1000 до 14 тысяч рублей. Бригада ремонтников легко может проверять поляризационный потенциал. Установка защиты – тоже не составляет больших затрат и не сопряжена с трудоемкими земляными работами.
Защита оцинкованных поверхностей
Вопрос: Почему оцинкованные металлы нельзя подвергать дробеструйной обработке?
Ответ: Такая подготовка нарушает естественную коррозионную стойкость металла. Поверхности такого рода обрабатывают с помощью специального абразивного агента – круглых частиц стекла, не разрушающих защитный слой цинка на поверхности. В большинстве случаев достаточно бывает просто обработать раствором аммиака для удаления с поверхности жирных пятен и продуктов коррозии цинка.
Вопрос: Чем восстановить поврежденное цинковое покрытие?
Ответ: Цинкнаполненными композициями ЦинкКОС, ЦНК, «Виникор-цинк» и др., которые наносятся методом холодного цинкования и обеспечивают анодную защиту металла.
Вопрос: Как производится защита металла с применением ЦНК (цинкнаполненных композиций)?
Ответ: Технология холодного цинкования с применением ЦНК гарантирует абсолютную нетоксичность, пожаробезопасность, термостойкость до +800°С. Покрытие металла данным составом производится методом распыления, валиком или даже просто кистью и обеспечивает изделию, по сути, двойную защиту: и катодную, и пленочную. Срок действия такой защиты составляет 25-50 лет.
Вопрос: В чем основные преимущества метода «холодного цинкования» перед горячим цинкованием?
Ответ: У данного метода есть следующие преимущества:
Вопрос: При какой температуре происходит нанесение термодиффузионного покрытия?
Ответ: Нанесение термодиффузионного цинкового покрытия проводится при температурах от 400 до 500°С.
Вопрос: Есть ли отличия коррозионной стойкости покрытия, полученного методом термодиффузионного цинкования, по сравнению с другими видами цинковых покрытий?
Ответ: Коррозионная стойкость термодиффузионного цинкового покрытия в 3-5 раз выше гальванического и в 1,5-2 раза превышает коррозионную стойкость горячего цинкового покрытия.
Вопрос: Какие лакокрасочные материалы можно использовать для защитно-декоративной окраски оцинкованного железа?
Ответ: Для этого можно использовать как водоразбавляемые – грунт Г-3, краска Г-4, так и органоразбавляемые – ЭП-140, «ЭЛОКОР СБ-022» и др. Могут использоваться защитные системы Тиккурила Коутингс: 1 Темакоут ГПЛС-Праймер+Темадур, 2 Темапрайм ЕЕ+Темалак, Темалак и Темадур колеруется по RAL и TVT.
Вопрос: Какой краской могут окрашиваться водосточные и дренажные оцинкованные трубы?
Ответ: Sockelfarg – латексная краска черного и белого цвета на водной основе. Предназначена для нанесения как на новые, так и на ранее окрашенные поверхности на открытом воздухе. Устойчива к воздействию атмосферных явлений. Растворитель – вода. Высыхание 3 часа.
Вопрос: Почему средства антикоррозийной защиты на водной основе применяются редко?
Ответ: Существуют 2 основные причины: повышенная по сравнению с обычными материалами цена и бытующее в определенных кругах мнение, что водные системы обладают худшими защитными свойствами. Однако по мере ужесточения экологического законодательства, как в Европе, так и во всем мире, популярность водных систем растет. Специалисты же, испытавшие качественные материалы на водной основе, смогли убедиться, что их защитные свойства не хуже, чем у традиционных материалов, содержащих растворители.
Вопрос: Какой прибор используется для определения толщины лакокрасочной пленки на металлических поверхностях?
Ответ: Наиболее прост в употреблении прибор «Константа МК» – он измеряет толщину ЛКП на ферромагнитных металлах. Значительно больше функций выполняет многофункциональный толщиномер «Константа К-5», который измеряет толщину обычных ЛКП, гальванических и горячецинковых покрытий как на ферромагнитных, так и на неферромагнитных металлах (алюминий, его сплавы и др.), а также измеряет шероховатость поверхности, температуру и влажность воздуха и т.п.
Ржавчина отступает
Вопрос: Чем можно обработать предметы, сильно изъеденные ржавчиной?
Ответ: Первый рецепт: смесью 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает метагидроксид железа из ржавчины в растворимую в вазелиновом масле соль – лактат железа. Очищенную поверхность протирают тряпочкой, смоченной вазелиновым маслом.
Второй рецепт: раствором 5 г хлорида цинка и 0,5 г гидротартрата калия, растворенного в 100 мл воды. Хлорид цинка в водном растворе подвергается гидролизу и создает кислую среду. Метагидроксид железа растворяется за счет образования в кислой среде растворимых комплексов железа с тартрат-ионами.
Вопрос: Как открутить заржавевшую гайку подручными средствами?
Ответ: Заржавевшую гайку можно смочить керосином, скипидаром или олеиновой кислотой. Через некоторое время ее удается отвернуть. Если гайка «упорствует», можно поджечь керосин или скипидар, которым ее смачивали. Обычно этого достаточно для разъединения гайки и болта. Самый радикальный способ: к гайке прикладывают сильно нагретый паяльник. Металл гайки расширяется, и ржавчина отстает от резьбы; теперь в зазор между болтом и гайкой можно влить несколько капель керосина, скипидара или олеиновой кислоты. На этот раз гайка уж точно отвернется!
Есть и другой способ разъединения ржавых гаек и болтов. Вокруг заржавевшей гайки делают «чашечку» из воска или пластилина, бортик которой выше уровня гайки на 3-4 мм. В нее заливают разбавленную серную кислоту и кладут кусочек цинка. Через сутки гайка легко отвернется ключом. Дело в том, что чашечка с кислотой и металлическим цинком на железном основании – это миниатюрный гальванический элемент. Кислота растворяет ржавчину, и образовавшиеся катионы железа восстанавливаются на поверхности цинка. А металл гайки и болта не растворяется в кислоте до тех пор, пока у нее есть контакт с цинком, поскольку цинк более активный в химическом отношении металл, чем железо.
Вопрос: Какие составы, наносимые по ржавчине, выпускает наша промышленность?
Ответ: К отечественным органоразбавляемым составам, наносимым «по ржавчине», относятся известные материалы: грунт (некоторые производители выпускают его под названием «Инкор») и грунт-эмаль «Грэмируст». Эти эпоксидные двухкомпонентные краски (основа + отвердитель) содержат ингибиторы коррозии и целевые добавки, позволяющие наносить их на плотную ржавчину толщиной до 100 мкм. Достоинства этих грунтовок: отвердение при комнатной температуре, возможность нанесения на частично прокорродированную поверхность, высокая адгезия, хорошие физико-механические свойства и химическая стойкость, обеспечивающие длительную эксплуатацию покрытия.
Вопрос: Чем можно окрашивать старый ржавый металл?
Ответ: По плотнодержащейся ржавчине возможно применение нескольких лакокрасочных материалов, содержащих преобразователи ржавчины:
- грунтовка Г-1, грунт-краска Г-2 (водоразбавляемые материалы) – при температурах до +5°;
- грунт-эмаль ХВ-0278, грунт-эмаль АС-0332 – до минус 5°;
- грунт-эмаль «ЭЛОКОР СБ-022» (материалы на органических растворителях) – до минус 15°С.
- Грунт-эмаль Тиккурила Коутингс, Темабонд (колеруется по RAL иTVT)
Вопрос: Как остановить процесс ржавления металла?
Ответ: Это можно сделать с помощью «нержамет-грунта». Грунт может использоваться как в качестве самостоятельного покрытия по стали, чугуну, алюминию, так и в системе покрытий, включающей 1 слой грунтовки и 2 слоя эмали. Препарат также применяется для грунтования прокорродировавших поверхностей.
«Нержамет-грунт» работает на поверхности металла как преобразователь ржавчины, связывая ее химически, а образующаяся полимерная пленка надежно изолирует поверхность металла от атмосферной влаги. При применении состава полные затраты на ремонтно-восстановительные работы по перекраске металлоконструкций снижаются в 3-5 раз. Грунт выпускается готовым к применению. При необходимости его надо разбавить до рабочей вязкости уайт-спиритом. Препарат наносится на металлические поверхности с остатками плотно держащейся ржавчины и окалины кистью, валиком, краскопультом. Время высыхания при температуре +20° - 24 часа.
Вопрос: Часто кровельное покрытие выцветает. Какую краску можно использовать для окраски оцинкованных крыш и водостоков?
Ответ: Нержамет-цикрон. Покрытие обеспечивает длительную защиту от атмосферных воздействий, влажности, ультрафиолетового излучения, дождя, снега и т.д.
Обладает высокой укрывистостью и светостойкостью, не выцветает. Значительно продлевает срок службы оцинкованных крыш. Также покрытия Тиккурила Коутингс, Темадур и Темалак.
Вопрос: Могут ли хлоркаучуковые краски предохранить металл от ржавчины?
Ответ: Эти краски приготовлены из хлорированного каучука, диспергированного в органических растворителях. По своему составу относятся к летуче-смоляным и обладают высокой водо– и химической стойкостью. Поэтому возможно применять их для защиты от коррозии металлических и бетонных поверхностей, водопроводных труб и резервуаров.Из материалов Тиккурил Коутингс можно использовать систему Теманил МС-Праймер+ Темахлор.
Антикор в бане, ванной, бассейне
Вопрос: Каким покрытием можно защитить от коррозии банные емкости для холодной питьевой и горячей мытьевой воды?
Ответ: Для емкостей под холодную питьевую и мытьевую воду рекомендуется краска КО-42;,Эповин п од горячую воду – композиции ЦинкКОС и «Теплокор ПИГМА».
Вопрос: Что представляют собой эмалированные трубы?
Ответ: По химической стойкости они не уступают медным, титановым и свинцовым, а по себестоимости в несколько раз дешевле. Применение эмалированных труб из углеродистых сталей вместо нержавеющих дает десятикратную экономию средств. К числу достоинств такой продукции относится большая механическая прочность, в том числе в сравнении с другими видами покрытий – эпоксидными, полиэтиленовыми, пластмассовыми, а также более высокая стойкость против истирания, благодаря чему появляется возможность уменьшить диаметр труб без снижения их пропускной способности.
Вопрос: В чем особенности повторной эмалировки ванн?
Ответ: Эмалировку можно осуществлять кистью или распылением с участием профессионалов, а также кистью самостоятельно. Предварительная подготовка поверхности ванны заключается в удалении старой эмали и зачистке ржавчины. Весь процесс занимает не более 4-7 часов, еще 48 часов ванна сохнет, а пользоваться ею можно через 5-7 суток.
Ванны повторной эмалировки требуютспециального ухода. Такие ванны нельзя мыть порошками типа «Комет» и «Пемолюкс», или применяя средства, содержащие кислоту, такие, как «Силит». Недопустимо попадание на поверхность ванны лаков, в том числе и для волос, использование отбеливателя при стирке. Такие ванны, как правило, чистят мыльными средствами: стиральными порошками или средствами для мытья посуды, нанесенными на губку или мягкую тряпку.
Вопрос: Какими ЛКМ можно выполнить повторную эмалировку ванн?
Ответ: Композиция «Светлана» включает в себя эмаль, щавелевую кислоту, отвердитель, колеровочные пасты. Ванну промывают водой, протравливают щавелевой кислотой (удаляют пятна, камень, загрязнения, ржавчину и создают шероховатую поверхность). Промывают стиральным порошком. Сколы заделывают заранее. Затем в течение 25-30 минут следует нанести эмаль. При работе с эмалью и отвердителем не допускается контакт с водой. Растворитель – ацетон. Расход на ванну – 0,6 кг; высыхание – 24 часа. Полностью набирает свойства через 7 суток.
Также можно применить краску двухкомпонентную на эпоксидной основе Tikkurila «Реафлекс-50». При использовании эмали для ванн глянцевой (белая, колерующаяся) для очистки используют либо стиральные порошки, либо хозяйственное мыло. Полностью набирает свойства через 5 суток. Расход на ванну – 0,6 кг. Растворитель – технический спирт.
Б-ЭП-5297В применяют для реставрации эмалевого покрытия ванн. Это краска глянцевая, белая, возможна колеровка. Покрытие гладкое, ровное, прочное. Не следует применять для чистки абразивные порошки типа «Санитарный». Полностью набирает свойства через 7 суток. Растворители – смесь спирта с ацетоном; Р-4, №646.
Вопрос: Как обеспечить защиту от обрыва стальной арматуры в чаше плавательного бассейна?
Ответ: При неудовлетворительном состоянии кольцевого дренажа бассейна возможно размягчение и суффозия грунта. Проникновение воды под днище резервуара способно вызвать просадку грунта и образование трещин в бетонных конструкциях. В этих случаях арматура в трещинах может коррозировать до обрыва.
В таких сложных случаях реконструкция поврежденных железобетонных конструкций резервуара должна включать в себя выполнение защитного жертвенного слоя из торкрет-бетона на поверхностях железобетонных конструкций, подвергающихся выщелачивающему действию воды.
Препятствия для биоразрушений
Вопрос: Какие внешние условия определяют развитие дереворазрушающих грибов?
Ответ: Наиболее благоприятными условиями для развития дереворазрушающих грибов считаются: наличие питательных веществ воздуха, достаточная влажность древесины и благоприятная температура. Отсутствие какого-либо из этих условий будет задерживать развитие гриба, даже если он прочно укрепится в древесине. Большинство грибов хорошо развивается только при высокой относительной влажности воздуха (80-95%). При влажности древесины ниже 18% развитие грибов практически не происходит.
Вопрос: Каковы основные источники увлажнения древесины и в чем их опасность?
Ответ: К основным источникам увлажнения древесины в конструкциях различных зданий и сооружений следует отнести грунтовые (подземные) и поверхностные (ливневые и сезонные) воды. Они особенно опасны для деревянных элементов открытых сооружений, находящихся в грунте (столбов, свай, опор ЛЭП и связи, шпал и т.п.). Атмосферная влага в виде дождя и снега угрожает наземной части открытых сооружений, а также наружным деревянным элементам зданий. Эксплуатационная влага в капельно-жидком или парообразном виде в жилых помещениях присутствует в виде бытовой влаги, выделяемой при приготовлении пищи, стирке, сушке белья, мытье полов и т.д.
Большое количество влаги вносится в здание при укладке сырой древесины, применении кладочных растворов, бетонировании и др. Например, 1 кв.м уложенной древесины с влажностью до 23% при высыхании до 10-12% выделяет до 10 л воды.
Древесина зданий, просыхающая естественным путем, в течение длительного времени находится под угрозой загнивания. Если не были предусмотрены химические меры защиты, она, как правило, поражается домовым грибом в такой степени, что конструкции приходят в полную негодность.
Конденсационная влага, возникающая на поверхности или в толще конструкций, опасна потому, что она обнаруживается, как правило, уже тогда, когда в ограждающей деревянной конструкции или ее элементе произошли необратимые изменения, например, внутреннее загнивание.
Вопрос: Кто является «биологическими» врагами дерева?
Ответ: Это плесень, водоросли, бактерии, грибки и антимицеты (это нечто среднее между грибками и водорослями). Почти со всеми из них можно бороться с помощью антисептиков. Исключение составляют грибки (сапрофиты), так как антисептики действуют лишь на некоторые их виды. А ведь именно грибки – причина так широко распространенной гнили, с которой справиться сложнее всего. Профессионалы подразделяют гнили по цветам (красная, белая, серая, желтая, зеленая и коричневая). Красная гниль поражает хвойные породы дерева, белая и желтая – дуб и березу, зеленая – дубовые бочки, а также деревянные балки и перекрытия погребов.
Вопрос: Существуют ли способы нейтрализации белого домового гриба?
Ответ: Белый домовой гриб является наиболее опасным врагом деревянных сооружений. Скорость разрушения древесины белым домовым грибом такова, что за 1 месяц он полностью «съедает» четырехсантиметровый дубовый пол. Раньше в деревнях, если избу поражал этот гриб, ее немедленно сжигали, чтобы спасти от заражения все прочие строения. После чего пострадавшей семье на другом месте всем миром строили новую избу. В настоящее время, чтобы избавиться от белого домового гриба, разбирают и сжигают пораженный участок, а остальную часть пропитывают 5%-ным хромпиком (5%-ный раствор бихромата калия в 5%-ной серной кислоте), при этом рекомендуется обработать и землю на 0,5 м глубины.
Вопрос: Каковы способы защиты дерева от гниения на ранних стадиях этого процесса?
Ответ: Если процесс гниения уже начался, его можно остановить только тщательной просушкой и вентиляцией деревянных конструкций. На ранних стадиях могут помочь дезинфицирующие растворы, например, такие, как антисептические составы «Древесный лекарь». Они выпускаются в трех различных модификациях.
Марка 1 предназначена для профилактики деревянных материалов сразу после их покупки или сразу после постройки дома. Состав защищает от грибка и жука-древоточца.
Марка 2 используется, если на стенах дома уже появились грибок, плесень или «синева». Этот состав уничтожает уже имеющиеся болезни и защищает от их будущих проявлений.
Марка 3 – самый мощный антисептик, он полностью останавливает процесс гниения. Совсем недавно был разработан специальный состав (марка 4) для борьбы с насекомыми – «антижук».
SADOLIN Bio Clean – это дезинфицирующее средство для зараженных плесенью, мхом, водорослями поверхностей, созданное на основе гипохлорита натрия.
DULUX WEATHERSHIELD FUNGICIDAL WASH – высокоэффективный нейтрализатор плесени, лишайников и гнили. Эти составы применяются как внутри, так и снаружи помещения, но эффективны они лишь на ранних стадиях борьбы с гнилью. При серьезных поражениях деревянных конструкций можно остановить гниение специальными методами, но это достаточно сложная работа, выполняемая, как правило, профессионалами с помощью реставрационных химических составов.
Вопрос: Какие защитные пропитки и консервационные составы, представленные на отечественном рынке, препятствуют биокоррозии?
Ответ: Из российских антисептических препаратов необходимо упомянуть метацид (100%-ный сухой антисептик) или полисепт (25%-ный раствор того же вещества). Хорошо себя зарекомендовали такие консервационные составы, как «БИОСЕПТ», «КСД» и «КСДА». Они предохраняют древесину от поражения плесенью, грибками, бактериями, а последние два, кроме того, делают древесину трудновоспламеняемой. Текстурные покрытия «АКВАТЕКС», «СОТЕКС» и «БИОКС» избавляют от возникновения грибка, плесени и древесной синевы. Они воздухопроницаемы и имеют стойкость свыше 5 лет.
Хорошим отечественным материалом для защиты дерева является лессирующая пропитка ГЛИМС-ЛecSil. Это готовая к применению водная дисперсия на основе стирол-акрилатного латекса и реакционно-способного силана с модифицирующими добавками. При этом состав не содержит органических растворителей и пластификаторов. Лессировка резко снижает водопоглощение дерева, в результате чего его можно даже мыть, в том числе и водой с мылом, предохраняет от вымывания противопожарной пропитки, благодаря антисептическим свойствам уничтожает грибки и плесень и предупреждает их дальнейшее образование.
Из импортных антисептических составов для защиты дерева хорошо зарекомендовали себя антисептики фирмы TIKKURILA. Pinjasol Color – антисептик, образующий сплошную водоотталкивающую и атмосферостойкую.
Вопрос: Что такое инсектициды и как их применяют?
Ответ: Для борьбы с жуками и их личинками применяют ядовитые химические вещества – инсектициды контактные и кишечные. Фтористый и кремнефтористый натрий разрешены Минздравом и применяются с начала прошлого века; при их применении обязательно соблюдение мер безопасности. Для предотвращения поражения древесины жучком применяется профилактическая обработка кремнефтористыми соединениями или 7-10%-ным раствором поваренной соли. В исторические периоды повсеместного деревянного строительства вся древесина обрабатывалась на этапе заготовки. В защитный раствор добавляли анилиновые красители, что изменяло цвет древесины. В старых домах и по сей день можно встретить балки красного цвета.
Материал подготовили Л.РУДНИЦКИЙ, А.ЖУКОВ, Е.АБИШЕВ
Описание
Коррозия металла представляет собой его разрушение, как результат окисления под действием химических или электрохимических процессов. Яркими примером такой коррозии является ржавление. Однако разновидностей коррозии металлов немало.
Виды коррозии металла
Существует несколько классификаций коррозии металлов. Так, по виду разрушений выделяют сплошную, местную и точечную коррозии. Первая поражает всю поверхность металла равномерно. При местной коррозии выделяются отдельные коррозионные пятна. А точечная коррозия указывает на начальную стадию поражения и проявляется в отдельных точках разрушений.
По характеру проникновения внутрь металла можно выделить межкристаллитную (интеркристаллитную) и транскристаллитную коррозии. Первая проникает между зернами металла, выбирая наиболее слабые места их соединений. Вторая проходит прямо через зерна металла. Обе опасны тем, что быстро приводят к растрескиванию металла и потере им прочности. При этом поверхность изделия может оставаться нетронутой.
Отдельно в данной классификации можно выделить ножевую коррозию, которая обычно приводит к ровной трещине, располагающейся параллельно сварочному шву. Как правило, она возникает при использовании металлических изделий в агрессивных средах.
По способу взаимодействия металла со средой принято выделять химическую и электрохимическую коррозию. металла . При химической атомы металла связываются с атомами действующих на него окислителей, входящих в состав среды. Как правило, это происходит при взаимодействии со средой, не являющейся проводником электричества. При электрохимической коррозии катионы кристаллической решетки металла связываются с другими составляющими коррозионной среды. При этом сам окислитель заполучает высвободившиеся электроны. Подобный тип коррозии характерен для взаимодействия металлов с растворами или расплавами электролитов.
Можно выделить виды коррозии металла по типу среды, воздействующей на него. Так, выделяют газовую, атмосферную, жидкостную и подземную коррозии. Однако чаще всего речь идет о смешанных типах коррозии, когда на металл воздействует сразу несколько сред.
Методы защиты металлов от коррозии
Существует несколько основных методов защиты металла от коррозии:
- увеличение химического состава металла с целью повышения его антикоррозийных характеристик;
- изоляция поверхности металла антикоррозийными материалами;
- снижение агрессивности среды, в которой производятся и эксплуатируются металлические изделия;
- наложение внешнего тока, обеспечивающего электрохимическую защиту от коррозии.
Таким образом, можно защитить металлические изделия от коррозии до начала их эксплуатации или во время нее.
Мы давно занимаемся проблемой защиты металла от коррозии и можем предложить наилучшие варианты. Самый простой из них и широко применяемый нами – это использование специальных металлических защитных покрытий. Так, применение анодных покрытий увеличивает до максимума отрицательных электрохимический потенциал металла, исключая возможность его коррозии. Катодное покрытие имеет менее выраженное действие и требует нанесения более толстого слоя, но при этом оно значительно увеличивает твердость и износостойкость изделия.
Если рассматривать виды покрытия с точки зрения их получения, то можно выделить химическое и электролитическое осаждения, горячее и холодное нанесения, металлическое напыление, плакирование и термодиффузионную обработку.
Одним из самых популярных способов защиты металла от коррозии является нанесение неметаллических составов. Это может быть пластик, керамика, каучук, битум, полиуретан, лакокрасочные составы и многое другое. Причем последние представляют собой наиболее широкий ассортимент и могут применяться в зависимости от условий среды, в которых будет использоваться изделие. Так выделяют лакокрасочные покрытия, устойчивые к действиям воды, атмосферы, химическим растворам и т. д.
Для смягчения действия коррозионной среды можно ввести в нее небольшое количество ингибиторов, которые приводят к нейтрализации или обескислороживанию среды и образуют адсорбционную пленку, защищающую поверхность металла. При этом пленка может в некоторой степени изменить электрохимические показатели металлов.
Электрохимическая коррозионная защита металлов заключается в катодной или анодной поляризации (внешнем воздействии тока). Это также возможно осуществить путем присоединения к металлическому изделию протекторов, замедляющих коррозию.
В современном производстве большое значение уделяется разработке устойчивых к коррозии металлических сплавов. Например, коррозионная устойчивость значительно повышается при добавлении в железный сплав хрома и никеля. Магниевые сплавы с этой же целью легируются марганцем, а никелевые - медью.
Проблеме защиты металлической продукции от коррозии наша компания «Черметком» уделяет большое внимание, нанося специальные покрытия, производя обработку изделий из металла электрическим током или выполняя протекторную защиту. У нас вы также можете приобрести изделия, созданные из устойчивых к коррозии сплавов. Причем металл и продукцию из него можно купить на наших складах в Москве или заказать их изготовление по индивидуальному проекту.
Дополнительно
Дополнительная вкладка, для размещения информации о магазине, доставке или любого другого важного контента. Поможет вам ответить на интересующие покупателя вопросы и развеять его сомнения в покупке. Используйте её по своему усмотрению.
Вы можете убрать её или вернуть обратно, изменив одну галочку в настройках компонента. Очень удобно.
Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и прежде всего легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (V в. до н.э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии. Задачей химиков было и остается выяснение сущности явлений коррозии, разработка мер, препятствующих или замедляющих ее протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и потому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить. Имеется способ уменьшения коррозии металлов, который строго нельзя отнести к защите, - это легирование металлов, т.е. получение сплавов. Например, в настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Такие стали, действительно, не покрываются ржавчиной, но их поверхностная коррозия хотя и с малой скоростью, но имеет место. Оказалось, что при добавлении легирующих добавок коррозионная стойкость меняется скачкообразно. Установлено правило, согласно которому резкое повышение устойчивости к коррозии железа наблюдается при введении легирующей добавки в количестве 1/8 атомной доли, т.е. один атом легирующей добавки приходится на восемь атомов железа. Считается, что при таком соотношении атомов происходит их упорядоченное расположение в кристаллической решетке твердого раствора, что и затрудняет коррозию. Одним из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность защитных пленок: лака, краски, эмали, других металлов. Лакокрасочные покрытия наиболее доступны для широкого круга людей. Лаки и краски обладают низкой газо- и паропроницаемостью, водоотталкивающими свойствами и поэтому препятствуют доступу к поверхности металла воды, кислорода и содержащихся в атмосфере агрессивных компонентов. Покрытие поверхности металла лакокрасочным слоем не исключает коррозию, а служит для нее лишь преградой, а значит, лишь тормозит коррозию. Поэтому важное значение имеет качество покрытия - толщина слоя, сплошность (пористость), равномерность, проницаемость, способность набухать в воде, прочность сцепления (адгезия). Качество покрытия зависит от тщательности подготовки поверхности и способа нанесения защитного слоя. Окалина и ржавчина должны быть удалены с поверхности покрываемого металла. В противном случае они будут препятствовать хорошей адгезии покрытия с поверхностью металла. Низкое качество покрытия нередко связано с повышенной пористостью. Часто она возникает в процессе формирования защитного слоя в результате испарения растворителя и удаления продуктов отверждения и деструкции (при старении пленки). Поэтому обычно рекомендуют наносить не один толстый слой, а несколько тонких слоев покрытия. Во многих случаях увеличение толщины покрытия приводит к ослаблению адгезии защитного слоя с металлом. Большой вред наносят воздушные полости, пузыри. Они образуются при низком качестве выполнения операции нанесения покрытия.Для снижения смачиваемости водой лакокрасочные покрытия иногда, в свою очередь, защищают восковыми составами или кремнийорганическими соединениями. Лаки и краски наиболее эффективны для защиты от атмосферной коррозии. В большинстве случаев они непригодны для защиты подземных сооружений и конструкций, так как трудно предупредить механические повреждения защитных слоев при контакте с грунтом. Опыт показывает, что срок службы лакокрасочных покрытий в этих условиях невелик. Намного практичнее оказалось применять толстослойные покрытия из каменноугольной смолы (битума).
В некоторых случаях пигменты красок выполняют также роль ингибиторов коррозии. К числу таких пигментов относятся хроматы стронция, свинца и цинка (SrCrO 4 , PbCrO 4 , ZnCrO 4).
Часто под лакокрасочный слой наносят слой грунтовки. Пигменты, входящие в ее состав, также должны обладать ингибиторными-свойствами. Проходя через слой грунтовки, вода растворяет некоторое количество пигмента и становится менее коррозионно-активной. Среди пигментов, рекомендуемых для грунтов, наиболее эффективным признан свинцовый сурик Рb3O4.
Вместо грунтовки иногда проводят фосфатирование поверхности металла. Для этого на чистую поверхность кистью или напылителем наносят растворы ортофосфатов железа (III), марганца (II) или цинка (II), содержащих и саму ортофосфорную кислоту H3PO4. В нашей стране для этой цели применяют 3%-ный раствор смеси кислых солей Fe(H 2 PO 4) 3 и Мn(H 2 PO 4) 2 с добавками KNO 3 или Cu(NO 3) 2 в качестве ускорителей. В заводских условиях фосфатирование ведут при 97…99 0 C в течение 30…90 мин. В образование фосфатного покрытия вносят вклад металл, растворяющийся в фосфатирующейся смеси, и оставшиеся на его поверхности оксиды.
Для фосфатирования поверхности стальных изделий разработано несколько различных препаратов. Большинство из них состоит из смесей фосфатов марганца и железа. Возможно, наиболее распространенным препаратом является «мажеф» - смесь дигидрофосфатов марганца Mn(H 2 PO 4) 2 , железа Fe(H 2 PO 4) 2 и свободной фосфорной кислоты. Название препарата состоит из первых букв компонентов смеси. По внешнему виду мажеф - это мелкокристаллический порошок белого цвета с соотношением между марганцем и железом от 10:1 до 15:1. Он состоит из 46…52% P2O5; не менее 14% Mn; 0,3…3,0% Fe. При фосфатировании мажефом стальное изделие помещается в его раствор, нагретый примерно до 100 0 C. В растворе происходит растворение с поверхности железа с выделением водорода, а на поверхности образуется плотный, прочный и малорастворимый в воде защитный слой фосфатов марганца и железа серо-черного цвета. При достижении толщины слоя определенной величины дальнейшее растворение железа прекращается. Пленка фосфатов защищает поверхность изделия от атмосферных осадков, но мало эффективна от растворов солей и даже слабых растворов кислот. Таким образом, фосфатная пленка может служить лишь грунтом для последующего нанесения органических защитных и декоративных покрытий - лаков, красок, смол. Процесс фосфатирования длится 40…60 мин. Для ускорения фосфатирования в раствор вводят 50…70 г./л нитрата цинка. В этом случае время фосфатирования сокращается в 10…12 раз.
В производственных условиях используют также электрохимический способ - обработку изделий переменным током в растворе фосфата цинка при плотностях тока 4 А/дм 2 и напряжении 20 В и при температуре 60…70 0 C. Фосфатные покрытия представляют собой сетку плотно сцепленных с поверхностью фосфатов металлов. Сами по себе фосфатные покрытия не обеспечивают надежной коррозионной защиты. Преимущественно их используют как основу под окраску, обеспечивающую хорошее сцепление краски с металлом. Кроме того, фосфатный слой уменьшает коррозионные разрушения при образовании царапин или других дефектов.
Для защиты металлов от коррозии используют стекловидные и фарфоровые эмали - силикатные покрытия, коэффициент теплового расширения которых должен быть близок к таковому для покрываемых металлов. Эмалирование осуществляют нанесением на поверхность изделий водной суспензии или сухим напудриванием. Вначале на очищенную поверхность наносят грунтовочный слой и обжигают его в печи. Далее наносят слой покровной эмали и обжиг повторяют. Наиболее распространены стекловидные эмали - прозрачные или заглушенные. Их компонентами являются SiO 2 (основная масса), B 2 O 3 , Na 2 O, PbO. Кроме того, вводят вспомогательные материалы: окислители органических примесей, оксиды, способствующие сцеплению эмали с эмалируемой поверхностью, глушители, красители. Эмалирующий материал получают сплавлением исходных компонентов, измельчением в порошок и добавлением 6…10% глины. Эмалевые покрытия в основном наносят на сталь, а также на чугун, медь, латунь и алюминий.
Эмали обладают высокими защитными свойствами, которые обусловлены их непроницаемостью для воды и воздуха (газов) даже при длительном контакте. Их важным качеством является высокая стойкость при повышенных температурах. К основным недостаткам эмалевых покрытий относят чувствительность к механическим и термическим ударам. При длительной эксплуатации на поверхности эмалевых покрытий может появиться сетка трещин, которая обеспечивает доступ влаги и воздуха к металлу вследствие чего и начинается коррозия.
Для защиты чугунных и стальных водяных труб от коррозии используют цементные покрытия. Поскольку коэффициенты теплового расширения портландцемента и стали близки, а стоимость цемента невысокая, то он довольно широко применяется для этих целей. Недостаток портландцементных покрытий тот же, что и эмалевых, - высокая чувствительность к механическим ударам.
Широко распространенным способом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с малой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой. Покрывающий слой наносят различными методами: кратковременным погружением в ванну с расплавленным металлом (горячее покрытие), электроосаждением из водных растворов электролитов (гальваническое покрытие), напылением (металлизация), обработкой порошками при повышенной температуре в специальном барабане (диффузионное покрытие), с помощью газофазной реакции, например 3CrCl 2 + 2Fe - > 2FeCl 3 + 3Cr (в сплаве с Fe).
Имеются и другие методы нанесения металлических покрытий, например, разновидностью диффузионного способа защиты металлов является погружение изделий в расплав хлорида кальция CaCl 2 , в котором растворены наносимые металлы.
В производстве широко используют химическое нанесение металлических покрытий на изделия. Процесс химического металлирования является каталитическим или автокаталитическим, а катализатором является поверхность изделия. Раствор, используемый для металлизации, содержит соединение наносимого металла и восстановитель. Поскольку катализатором является поверхность изделия, выделение металла и происходит именно на ней, а не в объеме раствора. В автокаталитических процессах катализатором является металл, наносимый на поверхность. В настоящее время разработаны методы химического покрытия металлических изделий никелем, кобальтом, железом, палладием, платиной, медью, золотом, серебром, родием, рутением и некоторыми сплавами на основе этих металлов. В качестве восстановителей используют гипофосфит и боргидрид натрия, формальдегид, гидразин. Естественно, что химическим никелированием можно наносить защитное покрытие не на любой металл. Чаще всего ему подвергают изделия из меди.
Металлические покрытия делят на две группы: коррозионностойкие и протекторные. Например, для покрытия сплавов на основе железа в первую группу входят никель, серебро, медь, свинец, хром. Они более электроположительны по отношению к железу, т.е. в электрохимическом ряду напряжений металлов стоят правее железа. Во вторую группу входят цинк, кадмий, алюминий. По отношению к железу они более электроотрицательны, т.е. в ряду напряжений находятся левее железа.
В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом - белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. И то и другое получают главным образом протягиванием листа железа через расплав соответствующего металла. Для большей стойкости водопроводные трубы и арматуру из стали и серого чугуна часто подвергают оцинковыванию также окунанием в расплав данного металла. Это резко повышает срок их службы в холодной воде. Интересно, что в теплой и горячей воде срок службы оцинкованных труб может быть даже меньше, чем неоцинкованных.
Испытания показали, что оцинкованная жесть при толщине покрытия в 0,03 мм, что соответствует 0,036 г./см 2 при покрытии с двух сторон, на крышах домов служит примерно 8 лет. В промышленной атмосфере (в атмосфере больших городов) она же служит всего лишь четыре года. Такое уменьшение срока службы связано с воздействием серной кислоты, содержащейся в воздухе городов.
Покрытия из цинка и олова (так же как и других металлов) защищают железо от коррозии при сохранении сплошности. При нарушении покрывающего слоя (трещины, царапины) коррозия изделия протекает даже более интенсивно, чем без покрытия. Это объясняется «работой» гальванического элемента железо - цинк и железо - олово. Трещины и царапины заполняются влагой и образуются растворы. Поскольку цинк более электроотрицателен, чем железо, то его ионы будут преимущественно переходить в раствор, а остающиеся электроны будут перетекать на более электроположительное железо, делая его катодом.
К железу-катоду будут подходить ионы водорода (вода) и разряжаться, принимая электроны. Образующиеся атомы водорода объединяются в молекулу H2. Таким образом, потоки ионов будут разделены и это облегчает протекание электрохимического процесса. Растворению (коррозии) будет подвергаться цинковое покрытие, а железо до поры до времени будет защищено. Цинк электрохимически защищает железо от коррозии. На этом принципе основан протекторный метод защиты от коррозии металлических конструкций и аппаратов.
При наличии влаги, а точнее в присутствии электролита начнет действовать гальванический элемент. В нем будет растворяться более электроотрицательный металл, а конструкция или аппарат оказываются катодно защищенными. Защита будет действовать до тех пор, пока полностью не растворится анод - более электроотрицательный металл.
С протекторной защитой весьма сходна катодная защита металлов от коррозии. Можно сказать, что катодная защита является модификацией протекторной защиты. В данном случае конструкция или корпус корабля присоединяются к катоду источника постоянного тока и тем самым защищаются от растворения.
При наличии дефектов на белой жести процесс коррозии существенно иной, чем оцинкованного железа. Поскольку олово электроположительнее железа, то растворению подвергается железо, а катодом становится олово. В результате при коррозии слой олова сохраняется, а под ним активно корродирует железо.
Считают, что нанесение олова на поверхность металлов (лужение) было освоено уже в бронзовом веке. Этому способствовала низкая температура плавления олова. В прошлом особенно часто проводили лужение медной и латунной посуды: тазов, котлов, кувшинов, самоваров и др. Продукты коррозии олова безвредны для человека, поэтому луженая посуда широко применялась в быту. В XV в. во многих странах Европы (Германии, Австрии, Голландии, Англии и Франции) широко использовалась столовая посуда, изготовленная из олова. Имеются сведения, что в рудных горах Богемии оловянные ложки, чашки, кувшины, тарелки начали изготавливать уже в XII в.
Луженое железо до сих пор в больших количествах идет на изготовление тары для хранения пищевых продуктов (консервные банки). Однако в последние годы для этой цели все шире применяется алюминиевая фольга. Посуда из цинка и оцинкованного железа не рекомендуется для хранения пищевых продуктов. Несмотря на то, что металлический цинк покрыт плотной оксидной пленкой, он все же подвергается растворению. Хотя соединения цинка относительно мало ядовиты, в больших количествах они могут оказать вредное действие.
Современная техника включает детали и конструкции из различных металлов и сплавов. Если они находятся в контакте и попадают в раствор электролитов (морская вода, растворы любых солей, кислот и щелочей), то может образоваться гальванический элемент. Более электроотрицательный металл становится анодом, а более электроположительный - катодом. Генерирование тока будет сопровождаться растворением (коррозией) более электроотрицательного металла. Чем больше разность электрохимических потенциалов контактирующих металлов, тем больше скорость коррозии.
Применение ингибиторов - один из эффективных способов борьбы с коррозией металлов в различных агрессивных средах (в атмосферных, в морской воде, в охлаждающих жидкостях и солевых растворах, в окислительных условиях и т.д.). Ингибиторы - это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Ингибиторы взаимодействуют с промежуточными продуктами реакции или с активными центрами, на которых протекают химические превращения. Они весьма специфичны для каждой группы химических реакций. Коррозия металлов - это лишь один из типов химических реакций, которые поддаются действию ингибиторов. По современным представлениям защитное действие ингибиторов связано с их адсорбцией на поверхности металлов и торможением анодных и катодных процессов.
Первые ингибиторы были найдены случайно, опытным путем, и часто становились клановым секретом. Известно, что дамасские мастера для снятия окалины и ржавчины пользовались растворами серной кислоты с добавками пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси были одними из первых ингибиторов. Они не позволяли кислоте действовать на оружейный металл, в результате чего растворялись лишь окалина и ржавчина.
Ингибиторами, не зная того, давно пользовались и на Руси. Уральские оружейники для борьбы с ржавчиной готовили «травильные супы» - растворы серной кислоты, в которые добавлялись мучные отруби. Одним из наиболее простых ингибиторов атмосферной коррозии металлов является нитрит натрия NaNO2. Его используют в виде концентрированных водных растворов, а также растворов, загущенных глицерином, оксиэтилцеллюлозой или карбоксиметилцеллюлозой. Нитрит натрия используют для консервирования изделий из стали и чугуна. Для первой применяют. 25%-ные водные растворы, а для второго - 40%-ные. После обработки (обычно окунанием в растворы) изделия заворачивают в парафиновую бумагу. Лучшим действием обладают загущенные растворы. Срок хранения изделий, обработанных загущенными растворами, увеличивается в 3…4 раза по сравнению с водными растворами.
По данным 1980 г., число известных науке ингибиторов коррозии превысило 5 тыс. Считают, что 1 т ингибитора дает в народном хозяйстве экономию около 5000 руб.
Работа по борьбе с коррозией имеет важнейшее народнохозяйственное значение. Это весьма благодатная область для приложения сил и способностей.
