Защита от коррозии - промышленные и бытовые способы

Типы коррозии и описание процесса

Химическая — это такой тип взаимного влияния металла с окружающей средой, в процессе действия которого окисление и дальнейшее восстановление части среды проходят в едином акте. Продукты взаимного влияния не имеют разделения в пространстве.
Электрохимическая — это такой тип взаимного влияния металла с коррозийным пространством, в котором реакция ионизации коррозионной среды проходит в нескольких актах.
Газовая— это коррозия металлических поверхностей при слабом содержании воды (обычно влаги находится не больше 0,2 %) либо при максимальных рабочих температурах. В современной химической и газовой промышленности подобный тип коррозии может встречаться чаще остальных.
Атмосферная — это тип коррозии в воздушной атмосфере либо в среде влажного газа.
Биокоррозия — это биологический тип коррозии металла, который протекает под воздействием жизнедеятельности микробов и разных микроорганизмов.
Контактная — это такой тип коррозии, который провоцируется контактом нескольких типов металлов с различными стационарными потенциалами.
Радиационная — это такой тип коррозии металла, который обусловлен влиянием радиоактивного облучения.

Также существует коррозия внешним или блуждающим электрическим током. Еще один тип коррозии — это коррозия под напряжением, которая спровоцирована одномоментным влиянием коррозионной среды и протеканием механического напряжения

Важно учитывать, что данный тип коррозии является очень вредным, в особенности для систем, испытывающих сильные физические нагрузки

Способы защитить металл от коррозии

Антикоррозийная защита может проводиться такими методами как:

Повышение общей коррозионной устойчивости металла методом изменения его хим. структуры;
Также может использоваться изолирование поверхности металла с применением особенных покрытий;
Снижение показателя агрессивности места, где применяется металл;
Применение токов, увеличивающих устойчивость к влиянию коррозии.

Защитные составы достаточно легки в применении, недорого стоят и быстро обновляются при желании, а также создают более декоративный вид для металлического изделия.

Протекция от коррозии обусловливается физической изоляцией металла, или мощным электрическим-химическим влиянием антикоррозионного покрытия на поверхности. Главными минусами большей части лакокрасочных материалов является их слабая водопроницаемость, а иногда и слабая температурная устойчивость.

Защитная пленка как преграда разрушению

Покрытие верхней части металла особым лакокрасочным слоем служит отличной преградой для образования коррозии, а следовательно, способно снижать распространение коррозии. Особое значение в этом деле имеет качество покрытия(используется антикоррозийная краска) – учитывается толщина слоя краски и его пористость.

Также качество покрытия металла будет зависеть от уровня подготовки поверхности и метода работы с антикоррозионным покрытием. Любая ржавчина должны быть зачищена.

Антикоррозионные краски и лаки

Антикоррозийная краска по металлу представляют собой вещество, предохраняющее металл от воздействия опасной внешней среды.

Составом смазывают поврежденную поверхность.
Такой материал создает более устойчивое к атмосферному влиянию покрытие.
Максимальная укрывистость к ржавчине.

Также может использоваться краска по ржавчине. Краска по ржавчине при ее своевременном и правильном нанесении на металл гарантирует долгую протекцию трубопроводов и металлических систем. Такая краска способна защитить элементы механизмов и промышленных аппаратов, а также деталей машин от пагубного влияния ржавчины. С помощью краски проводится обработка технологическим систем и прочего оборудования, в том числе гидротехнических механизмов и мостов.

Элакор-ПУ — эмали для обработки металлических деталей и краска по металлу.
Толстослойное антикоррозионное покрытие на основе алкидных смол. FEIDAL Coatings.
Эмаль ПФ, ПФ 115 и эмаль ПФ-1189. «Сигма краски».
Антикоррозийная краска NOR-MAALI. Применяется в качестве поверхностной краски. Производитель CARBOLINE — Норвегия, Линейка красок Nor-Maali достаточно широкая – около сотни видов. В основном они используются в промышленных целях: судостроении, мостостроении, строительстве

Однако не любая краска может гарантировать лучший показатель защиты. Стоит рассмотреть виды противокоррозийных эмалей. Специалисты используют ЛКМ для снижения цены работ. Кроме этого, данная продукция ускоряет технологический процесс нанесения покрытия.

Защита автомобильной техники от коррозии

Обслуживание личного авто или другой техники – это именно та область, где люди чаще всего сталкиваются с коррозионными явлениями и необходимостью защиты от них.

Поэтому отдельно рассмотрим средства для защиты автомобилей, других транспортных средств и механизмов от коррозии и связанных с ней поломок.

Гидроизолирующие мастики. Чаще всего встречаются битумно-каучуковые, резино-битумные, сланцевые. По сути дела, это жидкая гидроизоляция, которая в горячем или холодном виде наносится на металлические (и не только) элементы механизмов. Получается достаточно стойкая защита от действия атмосферной влаги, как в прямом виде (дождь, снег), так и конденсата, а также от воды в процессе мытья техники. Использование возможно только на внутренних элементах механизмов (под капотом автомобиля или на его днище, например). Впрочем, при низких требованиях к эстетике возможна и наружная обработка – все зависит от назначения элемента и особенностей его работы.

Обмазочные материалы на основе парафина, воска или нефтяного масла. Создают на поверхности металлических деталей тонкую эластичную пленку, предохраняющую от коррозии. Требуют периодического возобновления покрытия, особенно на поверхностях, активно подвергающихся внешнему воздействию. Среди перечня этих средств стоит выделить так называемое «Пушечное сало».

Жидкие маловязкие материалы для скрытых полостей. Используются для обработки труднодоступных элементов техники, куда можно проникнуть только через технологические отверстия малого диаметра – соответственно, обмазочная изоляция невозможна. Маловязкие жидкости, имеющие очень высокую текучесть, обволакивают детали и вытесняют с их поверхности влагу, образуют полувысыхающую стойкую пленку.

Аэрозольные составы. Принцип их действия тот же, что и у обмазочной гидроизоляции, различие лишь в способе нанесения. Почти всегда составы содержат ингибиторы коррозии.

Таким образом, обработка днища автомобиля от коррозии – места, больше всего подверженного ржавлению – и других элементов машины возможна любым из перечисленных типов средств, в зависимости от условий эксплуатации и назначения/расположения защищаемой детали.

Способы защиты металлов от коррозии

Предотвращение начала или активного протекания коррозии – более удачный способ избавиться от проблем с разрушением металлов, чем постоянная замена или восстановление деталей. Поэтому все производители металлических изделий уделяют максимум внимания разработке и совершенствованию способов защиты своей продукции от ржавления.

На данный момент есть четыре основных направления:

изменение свойств металла введением добавок. По этому принципу изготавливаются нержавеющие стали – добавки хрома (12%) повышают стойкость сплава к коррозии до почти полной невосприимчивости в нормальных бытовых условиях. Изменения температуры и состава окружающей среды снижают стойкость нержавеющей стали к коррозии;
использование защитных покрытий. Применяются различные (в чистом виде и комбинациях) лако-красочные, эмалевые, полимерные составы. Также – и с большим успехом – используется поверхностное нанесение менее активных химически металлов (оцинковывание, хромирование, никелирование, золочение);
применение небольших элементов (пластинок, заклепок) из более активных металлов для сохранения основного объема и массы изделия – коррозии в этом случае подвергаются именно добавленные элементы. Отдельно можно выделить создание слабого тока в самом изделии для нейтрализации тока электрохимической коррозии. Применение этого способа ограничено определенными условиями эксплуатации;
введение ингибиторов – веществ, угнетающих процесс коррозии – в окружающую изделие среду.

Последний метод требует отдельного рассмотрения.

Безопасность при работе

Чтобы максимально эффективно исключить вероятность отравлений и заболеваний, возникающих вследствие производства работ, связанных с нанесением лакокрасочных покрытий, вам будет обязательно строгое следование правилам техники безопасности.

В первую очередь, в помещениях, где будут происходить работы, необходимо обеспечить хорошую вентиляцию. Затем, если это большое помещение, то люди, выполняющие лакокрасочные работы, должны быть обеспечены всеми необходимыми средствами индивидуальной защиты — то есть рукавицами, глухими комбинезонами.

Более того, особое внимание из этого списка необходимо уделить именно средствам защиты дыхательных путей — то есть масок и полумасок — респираторов. Так же, вам или вашим рабочим следует помнить и о личной гигиене

Для очищения рук от лакокрасочных материалов, вы можете использовать специальные чистящие пасты. Но ни при каких обстоятельствах не используйте для очистки кожи растворители, так как это приводит к появлению сыпи на кожном покрове, а так же к появлению разнообразных аллергических раздражений.

Чтобы своевременно выявить разнообразные заболевания подобного характера необходимо, чтобы люди, которые занимаются лакокрасочными работами, проходили периодический медосмотр, с целью предупреждения возникновения данных дерматологических заболеваний.

Характерные типы поражения ржавчиной

Способы защиты стали и сплавов зависят не только от вида коррозии, но и от типа разрушения:

Ржавчина покрывает поверхность изделия сплошным слоем или отдельными участками.
Выступает в виде пятен и точечно проникает вглубь детали.
Разрушает металлическую молекулярную решетку в виде глубокой трещины.
В стальном изделии, состоящем из сплавов, происходит разрушение одного из металлов.
Более глубокое обширное ржавление, когда не только постепенно нарушается поверхность, но и происходит проникновение в глубокие слои конструкции.

Типы поражения могут быть комбинированные. Иногда их трудно определить сразу, особенно когда происходит точечное разрушение стали. Методы защиты от коррозии включают в себя специальную диагностику для определения степени повреждений.

Выделяют химическую коррозию без возникновения электрических токов. При соприкосновении с нефтепродуктами, спиртовыми растворами и другими агрессивными ингредиентами происходит химическая реакция, сопровождаемая газовыми выделениями и высокой температурой.

Электрохимическая коррозия — это когда металлическая поверхность контактирует с электролитом, в частности с водой из окружающей среды. В этом случае происходит диффузия металлов. Под воздействием электролита возникает электрический ток, происходит замещение и движение электронов металлов, которые входят в сплав. Структура разрушается, образуется ржавчина.

Выплавка стали и ее коррозионная защита – это две стороны одной медали. Коррозия наносит огромный вред промышленным и хозяйственным постройкам. В случаях с масштабными техническими сооружениями, к примеру, мостами, опорами электропередач, заградительными сооружениями, может спровоцировать и техногенные катастрофы.

Средства для антикоррозийной защиты

Существуют различные антикоррозийные покрытия для металла. Их нужно наносить равномерным слоем и не пропускать отдельные участки. Бывают такие виды антикоррозийных покрытий:

неметаллические;
металлические;
неорганические;
органические.

Борьба с коррозией при помощи органических покрытий

Чтобы защитить металлическую поверхность, используют лакокрасочные составы. Их просто наносить, и они защищают от образования ржавчины.

Преимущества органических соединений:

Доступная цена.
Повреждённый защитный слой просто реставрировать.
Придание заготовке нового оттенка в зависимости от используемого состава.

Недостатки:

Низкая устойчивость к высоким температурам.
При длительном воздействии влаги, покрытие смывается.
Лак не выдерживает сильных ударов, длительного трения.

К органическим соединениям относятся лакокрасочные составы, краски, эмали, пластификаторы, катализаторы, инертные наполнители, пленкообразователи.

Обработка неорганическими средствами

С помощью химической или электрохимической обработки на предприятиях создаются защитные покрытия для металла, которые снижают риск появления коррозии. Существуют растворы на основе химических составляющих, которые применяются для металлов, сплавов.

Ванна для электрохимической обработки

Фосфатные пленки

Данный метод защиты от коррозии применяется для черных и цветных металлов. Принцип этого процесса заключается в том, что металлическую заготовку погружают в ёмкость с раствором цинка и кислых фосфорных солей. Перед этим смесь разогревается до 97 градусов по Цельсию. Готовая защитная плёнка хорошо обрабатывается декоративными покрытиями.

Оксидные пленки

Второе название этого метода — воронение. Материал покрывается специальной плёнкой с помощью раствора щелочей, на который воздействует электрический ток. После нанесения защитного слоя поверхность принимает тёмный цвет. Метод оксидирования применяется при покрытии деталей, для которых требуется сохранить изначальные размеры. Связано это с тем, что готовый слой по толщине не превышает 1,5 микрона.

Дополнительные способы

Существуют и другие способы защиты металлических поверхностей:

эмалирование;
пассивирование;
анодирование.

Народные средства

В домашних условиях слой ржавчины с металла можно снять различными составами. К ним относится кока-кола, керосин, пищевая сода, парафин, селитра. Деталь обрабатывается составом снаружи или погружается в емкость с ним. Спустя определённый промежуток времени, ржавчину снимают щеткой или наждачной бумагой. Далее поверхность высушивается, покрывается краской, лаком, эмалью.

Защитные краски

В магазинах лакокрасочная продукция представлена в ассортименте. Бывают такие виды красок и лаков:

акриловые;
масляные;
эпоксидные;.
алкидные.

Такой способ защиты металла используется на предприятиях и в домашних условиях.

Антикоррозийная краска

10 методов антикоррозийного покрытия

В настоящее время не существует технологии, которая гарантировала бы 100% вечный результат своей защиты металла от коррозии. Но, те способы, о которых мы расскажем, способны на значительное время отсрочить этот процесс. Некоторые методы антикоррозийного покрытия можно произвести только в промышленных масштабах с применением специального оборудования и инструментов. Итак, виды антикоррозийных покрытий:

1. Антикоррозийное покрытие металла ЛКМ

ЛКМ — лакокрасочный материал. ЛКМ бывает по структуре жидким или порошкообразным. Их наносят на заранее обработанную поверхность металла. Когда слой высыхает, образует защитное антикоррозийное покрытие. Лакокрасочный материал делят на эмаль, лак, грунтовку, краску, шпаклевку.

Преимущества лакокрасочных материалов:

Просто наносить
Низкая стоимость
Широкая цветовая гамма
Можно наносить непосредственно на ржавчину
Долговечность
Удобно использовать для больших и сложных конструкций
Восстановление можно производить непосредственно на месте эксплуатации

Многие ЛКМ имеют в составе летучие растворители. Это относят к главным недостаткам этих материалов. После каждого нанесения необходима сушка, для испарения растворителей, а также многократное покрытие. Их опасно наносить в замкнутых пространствах.

Полимерные ЛМК не содержат таких растворителей, проще в применении и лучше защищают от коррозий.

2. Покрытие порошковой краской

Современная технология, которая не имеет аналогов и быстро завоёвывает позиции. Порошковые антикоррозионные покрытия для металла имеют ряд преимуществ перед методом ЛМК:

Дешевле
Долговечнее
Прочнее
Красивее (можно выбрать не только цвет, но и фактуру покрытия)
Наносится в один слой
Экологически безопаснее (не содержит токсинов и растворителей)

Главный недостаток порошковых красок: при нарушении технологии возможен взрыв. Необходим строгий контроль при нанесении.

3. Цинкование

Цинкование представляет собой нанесение слоя цинка на металл.

Преимущества данного метода:

Покрытие устойчиво к внешним воздействиям
Невысокая стоимость
Срок эксплуатации металла увеличивается до 60 лет
Устойчивость к отслаиванию

Антикоррозионное покрытие металлических конструкций методом цинкования бывает холодным, горячим, термодиффузионным, гальваническим.

4. Легирование металлов

Легирование представляет собой введение в состав металла или сплава нужных примесей. Легирование бывает поверхностным или объемным (введение примеси во весь объем металла). Это достаточно дорогой метод. Используется в промышленных масштабах.

5. Термическая обработка

Этот метод заключается в нагревании и охлаждении металла с определенной скоростью. Метод применяется, как правило, в промышленных масштабах.

6. Ингибирование окружающей металлической среды

Введение в среду химических соединений для антикоррозийной защиты металла. Ингибиторы как правило применяют при промывании или травлении металла.

7. Деаэрация среды

Предполагает удаление из водной среды металла кислорода воздуха и других газов. Обработка жидкости бывает химической или вакуумной. В первом случае применяют реагенты, во втором – специальное оборудование.

8. Использование оборудования для водоподготовки

Водоподготовка бывает химическая или физическая. При химической водоподготовке в систему добавляют специальные вещества (реагенты), умягчающие воду и подавляющие коррозию. Физическая водоподготовка обходится без реагентов. Использование магнитов, электрического тока меняет поведение воды, а точнее солей, которые остаются в растворе, а не на поверхности металлических труб.

9. Газотермическое антикоррозийное покрытие

Этот метод напоминает сварку. Это процесс плавления и переноса частиц только с различной целью. При сварке цель – соединение, при газотермическом напылении – защита металла от коррозии. Этим методом также можно восстанавливать металл.

10. Фаолитирование

Предполагает нанесение защитного слоя (фаолита) из кислотоупорной термореактивной пластмассы. Затем этот слой покрывают бакелитовым лаком. Слой фаолита может дать трещины, поэтому на больших поверхностях это антикоррозийное покрытие не применяют.

Защита металла от коррозии в домашних условиях

Металлические объекты окружают человека повсюду, в том числе и дома: ограждения, перила, домашние трубопроводы, некоторые виды кухонной утвари, техника и т.п. Также большое число населения имеет транспортные средства, а они также производятся из металлических материалов.

В домашних условиях чаще всего находятся мелкие металлические элементы, и не представляется возможным провести достаточную обработку металла от коррозии как в промышленности: зачистку, обработку и покрытие инновационными методами. Поэтому средства для дома производятся таким образом, чтобы их можно было наносить на саму ржавчину быстро и удобно. Чаще всего такими веществами выступают краски и грунтовки с добавлением ингибиторов и других добавок.

Сегодня существует огромное количество различных красок и грунтовок, с широким диапазоном цен и дополнительных добавок для защиты от ржавчины.

Нанесение лакокрасочных веществ домашних условиях является более удобным, нежели проведение таких процедур как химическая или электрохимическая реакции.

Общие сведения. Классификация коррозии. Современные коррозионностойкие конструкционные сплавы

Коррозией металлов называют самопроизвольное разрушение металлических конструкций вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

Коррозионный процесс протекает на границе двух фаз: металл– окружающая среда, т. е. является гетерогенным процессом.

Коррозия металлов наносит огромный ущерб практически любой отрасли промышленности. Потери от коррозии можно разделить на две группы: прямые и косвенные.

Прямые потери складываются в основном из потерь непосредственно самого металла вследствие коррозии.

Косвенные потери огромны и обусловлены расходами, связанными с отказом в работе оборудования, его простоем, со стоимостью ремонта и заменами деталей оборудования, с утечками нефти, газа через повреждения в трубопроводах и т. п.

С химической точки зрения металлы являются восстановителями. Они легко отдают валентные электроны и образуют положительно заряженные ионы. Во всех соединениях они проявляют только положительные степени окисления. Многие металлы, например, железо, хром, марганец, имеют переменные степени окисления. Восстановительные свойства металлов различны и определяются их стандартным электродным потенциалом. В табл. 1 приведены электродные потенциалы для металлов.

По своей химической активности и положению в ряду стандартных потенциалов металлы делятся на три группы:

активные – от Li до Al включительно – вытесняют водород из воды и растворов кислот;
средней активности – от Mn до Pb включительно – вытесняют водород из растворов кислот;
неактивные – стоящие в ряду после водорода – не вытесняют водород из растворов кислот.

Все эти металлы могут самопроизвольно окисляться. Следовательно, основной причиной коррозии металлов в атмосфере или других средах является их термодинамическая нестабильность. Степень

термодинамической нестабильности металла зависит от его природы, характера коррозионной среды и конкретных условий.

Таблица 1. Ряд стандартных электродных потенциалов металлов

Электрод	Ео, В
Окисленная форма	Восстановленная форма
Усиление окислительной способности (Мn+)	Li+	Li	Усиление восстановительной способности (Мо) ↓	–3,04
K+	K	–2,92
Ca2+	Ca	–2,87
Na+	Na	–2,71
Mg2+	Mg	–2,37
Al3+	Al	–1,66
Mn2+	Mn	–1,18
Zn2+	Zn	–0,76
Cr3+	Cr	–0,74
Fe2+	Fe	–0,44
Ni2+	Ni	–0,25
Sn2+	Sn	–0,14
Pb2+	Pb	–0,13
H+	1/2H₂	0,00
Cu2+	Cu	+0,34
Ag+	Ag	+0,80
Pt2+	Pt	+1,20
Au3+	Au	+1,50

Основной причиной, вызывающей коррозионное разрушение металлов и сплавов, является протекание на их поверхности электрохимических или химических реакций.

В зависимости от характера этих реакций и механизма протекания, все коррозионные процессы делят на два вида:

химической коррозией называют процессы, протекающие при непосредственном химическом взаимодействии между металлом и агрессивной средой и не сопровождающиеся возникновением электрического тока;
электрохимической коррозией называют процессы взаимодействия металлов с водными растворами электролитов, сопровождающиеся возникновением в системе электрического тока, то есть упорядоченным передвижением электронов и ионов от одного участка металла к другому.

По условиям протекания коррозии, различают несколько видов коррозии:

газовую – коррозию в газах при высоких температурах;
атмосферную – коррозию в воздухе или влажном газе;
жидкостную – коррозию в жидкой среде (в растворах неэлектролитов и электролитов);
подземную – коррозию в почвах и грунтах;
биокоррозию – коррозию под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов;
структурную – коррозию, связанную со структурной неоднородностью металла;
коррозию блуждающими токами;
контактную – электрохимическую коррозию, вызванную контактом металлов, имеющих разные электродные потенциалы в данном электролите;
щелевую – коррозию в щелях и зазорах между металлами;
под напряжением – коррозию при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений;
коррозионную кавитацию – разрушение металла, вызванное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды.

По характеру коррозионных разрушений различают следующие виды коррозии:

сплошную, или общую, коррозию, охватывающую всю поверхность металла, находящуюся под воздействием коррозионной среды. Она бывает: равномерной, неравномерной, избирательной;
местную коррозию, охватывающую отдельные участки металла. Она бывает: точечной (питтинг), сквозной, язвенной и др.

Защита металлов от коррозии

Типы коррозии и описание процесса