Лучший способ борьбы с коррозией

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:

1. Повышенная влажность окружающей среды.
2. Наличие блуждающих токов.
3. 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.⁠

Источник

Борьба с коррозией: методы защиты металлических конструкций

Металл — это материал, который не имеет аналогов в мире по своим качествам, прочности, долговечности, и, что немаловажно, стоимости. Однако, у него есть один недостаток, который может свести на нет все выгоды от его использования. Беззащитный металл, подверженный воздействию природных осадков, химических реагентов, воды и других катаклизмов часто подвергается коррозии, или как говорят в простонародье, “ржавчине”. Все вы видели старые автомобили, за которыми не ухаживает хозяин — они прогнивают насквозь и иногда страшно подумать, что на этом транспорте еще передвигаются люди. Коррозия проедает металл насквозь, и, если не озаботиться заранее о том, чтобы защитить свое имущество от коррозии, то вы рискуете с ним расстаться намного раньше срока. В статье я расскажу, как защитить металл от ржавчины и продлить срок службы металлического изделия.

Причины возникновения коррозии

Начну статью с пояснения причин возникновения коррозии. Коррозия металла – серьезная проблема, но знание причин поможет не допустить распространения заразы.

1. Самой распространенной причиной возникновения коррозии металла является электрохимическая – ситуация, когда металл соприкасается с влажной средой. Электрохимическая коррозия зачастую вызвана неправильным хранением или неверной эксплуатацией.
2. Вторая причина возникновения коррозии – химическая. Химическая коррозия возникает как правило при соприкосновении с сухими газовыми соединениям или солями. Например, когда дорогу посыпают солью зимой, в надежде защитить автомобили от скольжения. В таком случае детали авто покрываются солями натрия и калия, которые в итоге разъедают металл. Она неприятна тем, что ей подвержены абсолютно все металлы.
3. Ну и последняя причина разрушения металлов – это биологическая. То есть металлы разрушаются под воздействием микроорганизмов, радиоактивных излучений. По-другому биологическая коррозия еще называется биокоррозией.

Как же избежать неприятных последствий коррозии металла? Существует множество способов борьбы с коррозией, но самыми эффективными считаются превентивные меры – когда вы заблаговременно покрываете металл специальными антикоррозийными растворами.

Органические покрытия против коррозии

Наиболее удачно решение по борьбе с коррозией – органические смеси для предотвращения ржавчины. Преимуществами органических покрытий можно назвать простоту нанесения, разнообразие дизайнов, легкость восстановления испорченного покрытия и приемлемая стоимость. Однако, недостатком органических растворов является их неустойчивость к нагреванию. Среди органических антикоррозийных растворов выделяют:

Стоит отметить, что большую роль в успешной антикоррозийной защите играет качество смеси (то есть лака, краски или эмали), которой вы покрываете металл. От ее состава напрямую зависит, сколько прослужит металл. Правильное соотношение краски, смягчителя, катализаторов и других компонентов напрямую влияет на долговечность защиты.

Другими важными факторами являются:

• качество подготовки поверхности;
• метод нанесения;
• толщина покрытия.

Зачастую эффективнее и выгоднее воспользоваться услугами профессионалов, если необходимо защитить дорогостоящее металлическое оборудование. На производстве специалисты обладают возможностями, гарантирующими долгосрочную и качественную защиту металла от ржавчины:

• химическая обработка металлов;
• погружение в расплав;
• напыление;
• электролитическое осаждение;
• гуммирование;
• покрытие смазками и пастами;
• покрытие смолами и пластмассами.

Неорганические покрытия против коррозии

К неорганическим антикоррозийным покрытиям относятся следующие методы:

• Оксидирование металла. Этот процесс применяется в современном производстве для защиты металлов от атмосферных факторов. В процессе работы детали погружают в щелочные смеси.
• Анодирование металла. Применяется в основном для защиты алюминия и алюминий содержащих сплавов путем покрытия их антикоррозийной пленкой.
• Фосфатирование металла. Применяется для черных и цветных металлов, путем погружения в фосфорно-соляной раствор.

Применение неорганических методов борьбы с ржавчиной, в отличие от покрытия эмалями и лаками, используется в узких областях промышленности.

Подводя итоги, можно сделать определенный вывод. Для бытового использования больше подходит использование органических антикоррозийных покрытий, так как применение неорганических покрытий по большей части невозможно в домашних условиях. Кроме того, хорошее покрытие не может быть дешевым и при принятии решения самостоятельность заниматься мерами по предотвращению коррозии и гниения, стоит понимать, что в таком случае оно не будет таким долговечным, как если вы сделаете это в специально предназначенной мастерской.

Источник

ТОП-8 средств защиты металла от коррозии: какой лучше выбрать и рейтинг лучших

Что такое коррозия металла, и во что она может в короткие сроки превратить металлические изделия или детали — знают, наверное, все. Особенно красноречиво, по всей видимости, не выбирая выражений, многое могут рассказать о ней автолюбители. Ведь без должного ухода, без специальной обработки, особенно в условиях массированного применения противогололедных химических смесей на наших дорогах, стальные корпуса автомобилей буквально за пару лет способны превратиться в ржавое решето. Только средства защиты металлов от коррозии способны «переломить ситуацию».

Немало проблем доставляется коррозия и в строительстве. Страдают металлические постройки гаражи, ангары и т.п., заборы, несущие детали каркасных конструкций, кровля. Не щадит этот «безжалостный противник» сантехнику и приборы бытового предназначения, особенно контактирующие с водой.

С коррозионными процессами непросто, но все же можно и обязательно нужно бороться. И очень хорошо, что человек создал для этих целей специальное «вооружение» — имеется в виду довольно широкий ассортимент разнообразных средств. Вот о них и пойдет речь: средства защиты металлов от коррозии — разновидности, способы применения, рейтинг наиболее эффективных составов.

Способы борьбы с коррозией

Коррозия металлов – это деструктивный, разрушающий кристаллическую решетку, окислительно-восстановительный химический процесс. Вызывается он чаще всего высокой химической активностью самих металлов – многие помнят из школьного курса химии «линейку» активности элементов. Активизироваться может при создании неблагоприятных условий, например, высокой влажности и опущенной температуре, в агрессивной солевой, кислотной или щелочной среде.

Чаще всего приходится сталкиваться с коррозией черных металлов, то есть – различных сортов стали и чугуна, применяемых буквально повсеместно, во всех сферах деятельности человека. Процесс начинает выдавать себя появлением на металлической поверхности пятен или разводов рыжего цвета.

Если с коррозией не бороться, она способна показать свою крайне разрушительную силу – металлические изделия быстро приходят в негодность.

Если не предпринять никаких шагов, то очаг начинает разрастаться, захватывая все новые площади. Причем иногда это происходит незаметно для глаз. Так, многие участки механизмов, приборов и т.п. — попросту скрыты из поля зрения, и увидеть их можно только при полной разборке узла или всего устройства. А иные очаги коррозии могут до поры скрываться под слоем краски, и только кода процесс зайдет очень далеко – поваляться сначала в виде вздутий, а потом – и прорывов ржавчины наружу.

Некоторые владельцы пытаются справиться с выявленными очагами коррозии механическим способом. То ест применяя шлифовку поврежденного ею участка наждачной бумагой или же специальными дисками, добравшись до «здорового» металла.

Однако подобная методика, если и может быть применена, то с исключительной осторожностью, и только в качестве предварительного этапа, перед нанесением специальных составов. Только механическая очистка является весьма малоэффективным средством.

Точечные проявления коррозии, проступившие через слой краски

Особенно сложно удалить этим способом мелкие точечные очаги ржавчины, так как они в процессе чистки забиваются мелкодисперсной коррозийной пылью, и их становится практически не видно. Но беда как раз в том, что они никуда не деваются, и обязательно в дальнейшем проявят себя, даже после окрашивания. Поэтому обработка химическимисредствами — более надежна.

Кроме того, если ржавчиной поражен тонкий металл, то во время очистки, под давлением щёток или абразивного материала, он может повредиться вплоть до сквозной дырки.

В связи с этим рекомендуется пользоваться химическими составами, очищающими металл и предотвращающими появление коррозии в дальнейшем. Причем с их помощью можно даже успешно справиться с очагами в труднодоступных зонах, там, где никакими другими способами без разборки механизма к пораженному участку не добраться.

Разновидности средств зашиты от коррозии

Существует несколько разновидностей составов, предназначенных для борьбы с коррозией. Это преобразователи ржавчины, специальные грунтовки и антикоррозийные покрытия:

• Одними из наиболее часто используемых и эффективных средств являются так называемые преобразователи ржавчины. Эти составы способны на химическом уровне не только удалить, но преобразовать образовавшиеся продукты коррозии в защитную, достаточно прочную пленку, своеобразную грунтовку поверхности. Подобные составы экономны в расходовании и отлично выполняют возложенные на них функции.

Пример качественного преобразователя ржавчины

В продажу преобразователи поступают в жидкой форме (растворы или суспензии), и можно выбрать оптимальную форму применения, в зависимости от расположения поврежденного участка – будет ли это нанесение кисточкой, или более удобным видится применение распылителя.

Преобразователи подходят для обработки любых металлических деталей, но при условии, что толщина пораженного слоя не будет превышать 15÷20 мкм. Глубже состав не проникнет — он просто закроет поврежденный участок фосфатной пленкой, а оставшийся под ней очаг коррозии продолжит разъедать металл.

• Грунтовки по металлу не менее популярны, чем преобразователи ржавчины. В продаже можно найти разные варианты этих химических средств — это пассирующие, фосфатирующие, протекторные, изолирующие, а также преобразующие (то есть во многом сходные с упомянутыми выше преобразователям) и другие.
• Еще одной группой материалов для защиты металла от ржавчины являются специальные антикоррозийные покрытия, применяемые в комплексе с другими названными выше материалами.

Удаление ржавчины с металлических поверхностей

Если мы говорим об автомобилях, то коррозия чаще всего проявляется на кузове машины. Понятно, что любой автовладелец заинтересован в «здоровье» своего «питомца», и регулярные обновления антикоррозионной защиты – полностью на совести хозяина. Но бывает и так , что коррозия находит лазейки, или в силу каких-то обстоятельств на защитном слое появляются уязвимые участки.

При обнаружении малейших признаков поражения необходимо сразу же принимать меры, иначе очаг активного окисления будет не только расширяться, но и уходить вглубь металла. Если же металлический лист будет проеден ржавчиной насквозь, то тогда придется использовать другие, более дорогостояще способы ремонта.

Здесь нужно действовать быстро: если спохватиться вовремя, то еще можно вернуть поврежденному участку первоначальный внешний вид(при условии правильно подобранного оттенка краски).

Удаление ржавчины с кузова автомобиля — нанесение преобразователя с помощью кисточки

Любое из выбранных средств от ржавчины должно использоваться в установленной последовательности. Только в этом случае можно добиться необходимого эффекта:

• Первым шагом поврежденный участок необходимо аккуратно очистить от рыхлой ржавчины, применив металлическую щетку, а затем наждачную бумагу нужной зернистости.
• Далее, поверхность обрабатывается преобразователем ржавчины;
• Следующим шагом обработанная зона промывается несколько раз (если это оговорено в инструкции преобразователя ржавчины, так как иногда этого делать не требуется.)
• После этого производится просушка металлической поверхности ветошью или же с помощью строительного фена;
• По готовности поверхности – переходят к покрасочным работам.

При очистке может обнаружиться, что ржавчина уже сделала в металле сквозное отверстие. Если оно совсем небольшое, то его можно попробовать заделать шпаклевкой с применением стеклоткани. В случае если отверстие достигло значительных размеров, без приваривания заплатки не обойтись, а для этого потребуется специальное оборудование и, естественно¸ устойчивые навыки по проведению подобных ремонтно-восстановительных работ. Чтобы не доводить дело до такого, следует внимательно следить за состоянием антикоррозионной защиты автомобиля, что пресечь начало процесса коррозии металла на ранней стадии.

Зачистка поврежденного коррозией участка

Восстановление поврежденного коррозией участка с использованием преобразователя и грунта производится в примерно такой последовательности:

• Очистка металла от рыхлых слоев ржавчин.
• Обезжиривание очищенного участка.
• Обработка преобразователем ржавчины.
• При необходимости далее идет этап шпаклевки, а после ее высыхания — шлифовки.
• Затем поверхность снова обезжиривается.
• Следующий этап — это нанесение защитного грунта одним или двумя слоями.
• Далее идет два-три слоя адгезионной грунтовки;
• После этого отремонтированное место окрашивается в несколько слоев.
• Сверху краски наносится специальный лак.

Выполняя все работы с применением антикоррозионных химических средств, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Обязательным условием считается использование защитных средств —резиновых перчаток, очков и респиратора. При необходимости следует закрыть окружающую поврежденный участок поверхность металла, чтобы исключить вероятность попадания и преобразователя и грунтовки, и финишных лакокрасочных материалов.

Надо сразу сказать, что полное восстановление сильно пораженного участка с его последующей финишной покраской – задача довольно сложная, и не всем поддающаяся. То есть при сомнениях в получении приемлемого результата лучше все же обратиться к специалистам. Это недёшево, и поэтому оптимальный выход – постараться не доводить свою технику до состояния, требующего такого вмешательства. То есть пресекать появление и развитие пораженных коррозией участков, как говорится, «в зародыше». Средств для этого — немало.

Далее будет представлен рейтинг лучших составов, способных эффективно бороться с коррозийным процессом, возникшим на поверхности и в скрытых полостях автомобиля.

Какой лучше выбрать состав?

В продаже (и в хозяйственных и в магазинах автозапчастей, автохимии и косметики, и в хозяйственных) представлено большое количество продукции отечественных и зарубежных производителей. Интересный факт, что пользователи особенно выделяют составы, изготовленные компаниями России и США. Отлично показывают себя и продукты многих европейских брендов.

Преобразователи ржавчины различного типа

Качество и эффективность работы представленной продукции проверено практикой применения — все они при соблюдении технологии использования дают ожидаемый результат. Поэтому их охотно используют и работники ремонтных служб, и домашние мастера.

Приятно удивляет и то, что потребители поставили на первое место отечественные составы. Скорее всего, потому, что они разрабатывались с учетом российских климатических и дорожных условий.

Источник