» »

Защита металлов от коррозии поверхностными покрытиями. Как защитить металлические изделия от коррозии? Защита изделий из металла от коррозии

    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:

    1. Ремонтопригодность.
    2. Возможность нанесения в условиях строительной площадки.
    3. Нет ограничений по габаритным размерам защищаемых конструкций.

    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

Антикоррозионная защита требуется любым инструментальным и конструкционным изделиям, изготовленным из металла, так как в той или иной мере все они испытывают на себе негативное коррозионное влияние среды, окружающей нас.

1

Под коррозией понимают разрушение поверхностных слоев конструкций из стали и чугуна в результате электрохимического и химического воздействия. Она просто-напросто портит металл, разъедает его, делая тем самым непригодным для последующей эксплуатации.

Специалисты доказали, что каждый год примерно 10 процентов от всего добытого металла на Земле тратится на покрытие потерь (обратите внимание – они считаются безвозвратными) от коррозии, ведущей к распылению металла, а также к выходу из строя и порче металлических изделий.

Стальные и чугунные конструкции на первых этапах воздействия коррозии снижают свою герметичность, прочность, электро- и теплопроводность, пластичность, отражательный потенциал и ряд других важных характеристик. Впоследствии конструкции становятся и вовсе непригодными для эксплуатации.

Кроме того, коррозионные явления - причина производственных и бытовых аварий, а иногда и настоящих экологических катастроф. Из проржавевших и прохудившихся трубопроводов для нефти и газа в любой момент может хлынуть поток опасных для жизни человека и для природы соединений. Учитывая все вышесказанное, любой может понять то, насколько важна качественная и эффективная защита от коррозии с применением традиционных и новейших средств и методов.

Полностью избежать коррозии, когда речь идет о стальных сплавах и металлах, невозможно. А вот задержать и снизить негативные последствия ржавления вполне реально. Для этих целей нынче существует множество антикоррозионных средств и технологий.

Все современные методы борьбы с коррозией можно разделить на несколько групп:

  • применение электрохимических способов защиты изделий;
  • использование защитных покрытий;
  • проектирование и выпуск инновационных, высокоустойчивых к процессам ржавления конструкционных материалов;
  • введение в коррозионную среду соединений, способных уменьшить коррозионную активность;
  • рациональное строительство и эксплуатация деталей и сооружений из металлов.

2

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

  • быть износостойким и максимально твердым;
  • характеризоваться высоким показателем прочности сцепления с поверхностью обрабатываемого изделия (то есть обладать повышенной адгезией);
  • иметь такую величину теплового расширения, которая бы незначительно отличалась от расширения защищаемой конструкции;
  • быть максимально недоступным для вредных факторов окружающей среды.

Также покрытие должно наноситься на всю конструкцию как можно более равномерно и сплошным слоем.

Все используемые в наши дни защитные покрытия делят на:

  • металлические и неметаллические;
  • органические и неорганические.

3

Самым распространенным и сравнительно несложным вариантом защиты металлов от ржавления, известным уже очень давно, признается использование лакокрасочных составов. Антикоррозионная обработка материалов такими соединениями характеризуется не только простотой и дешевизной, но еще и следующими положительными свойствами:

  • возможностью нанесения покрытий разных цветовых оттенков - что и элегантный облик конструкциям придает, и надежно защищает их от ржавчины;
  • элементарностью восстановления защитного слоя в случае его повреждения.

К сожалению, лакокрасочные составы имеют совсем небольшой коэффициент термической стойкости, малую стойкость в воде и относительно низкую механическую прочность. По этой причине в соответствии с существующими СНиП их рекомендовано применять в тех случаях, когда на изделия действует коррозия со скоростью не более 0,05 миллиметров в год, а запланированный срок их эксплуатации не превышает десяти лет.

К составляющим современных лакокрасочных составов относят такие элементы:

  • краски: суспензии пигментов с минеральной структурой;
  • лаки: растворы (коллоидные) смол и масел в растворителях органического происхождения (защита от коррозии при их применении достигается после полимеризации смолы либо масла или их испарения под влиянием дополнительного катализатора, а также при нагреве);
  • искусственные и природные соединения, называемые пленкообразователями (например, олифа – самый, пожалуй, популярный неметаллический "защитник" чугуна и стали);
  • эмали: лаковые растворы с комплексом подобранных пигментов в измельченном виде;
  • смягчители и разнообразные пластификаторы: адипиновая кислота в виде эфиров, дибутилфтолат, касторовое масло, трикрезилфосфат, каучук, другие элементы, которые увеличивают эластичность защитного слоя;
  • этилацетат, толуол, бензин, спирт, ксилол, ацетон и другие (данные компоненты нужны для того, чтобы лакокрасочные составы без проблем наносились на обрабатываемую поверхность);
  • инертные наполнители: мельчайшие частицы асбеста, тальк, мел, каолин (они делают антикоррозионные возможности пленок более высокими, а также уменьшают траты других составляющих лакокрасочных покрытий);
  • пигменты и краски;
  • катализаторы (на языке профессионалов – сиккативы): необходимые для быстрого высыхания защитных составов кобальтовые и магниевые соли жирных органических кислот.

Лакокрасочные соединения выбирают с учетом того, в каких условиях эксплуатируется обрабатываемое изделие. Составы на базе эпоксидных элементов рекомендованы для использования в атмосферах, где постоянно присутствуют испарения хлороформа, двухвалентного хлора, а также для обработки конструкций, находящихся в различных кислотах (азотная, фосфорная, соляная и т. п.).

К кислотам также устойчивы и лакокрасочные составы с полихровинилом. Они, кроме того, применяются для предохранения металла от воздействия масел и щелочей. А вот для защиты конструкций от газов чаще применяются составы на базе полимеров (эпоксидных, фторорганических и иных).

Очень важно при подборе защитного слоя учитывать требования российских СНиП для разных отраслей промышленности. В таких саннормах четко указывается, какие составы и методы защиты от коррозии можно использовать, а от каких лучше отказаться. Например, в СНиП 3.04.03-85 изложены рекомендации по защите различных строительных сооружений:

  • магистральных газо- и нефтепроводов;
  • обсадных труб из стали;
  • тепломагистралей;
  • железобетонных и стальных конструкций.

4

На металлических изделиях вполне можно формировать посредством электрохимической либо химической обработки специальные пленки для защиты их от ржавления. Чаще всего создаются фосфатные и оксидные пленки (опять-таки, обязательно принимаются во внимание положения СНиП, так как механизмы защиты таких соединений разные для различных изделий).

Фосфатные пленки подходят для антикоррозионной защиты цветных и черных металлов. Суть такого процесса заключается в погружении изделий в нагретый до определенной температуры (в районе 97 градусов) раствор цинка, железа или марганца с кислыми фосфорными солями. Получающаяся при этом пленка идеальна для нанесения на нее лакокрасочного состава.

Заметим, что фосфатный слой сам по себе не отличается длительным сроком применения. Он малоэластичный и совсем непрочный. Используется фосфатирование для защиты деталей, которые работают при высоких температурах или в соленой воде (например, в морской).

Также ограниченно используются и оксидные защитные пленки. Получают их при обработке металлов в растворах щелочей под действием тока. Известным раствором для оксидирования является едкий натр (четырехпроцентный). Операцию получения оксидного слоя нередко называют воронением, так как на поверхности мало- и высокоуглеродистых сталей пленка характеризуется красивым черным цветом.

Оксидирование производится в ситуациях, когда начальные геометрические параметры нужно сохранить в неизменном виде. Оксидный слой обычно наносят на точные приборы, стрелковое вооружение. Толщина такой пленки в большинстве случаев не превышает полутора микронов.

Другие способы защиты от коррозии с применением неорганических покрытий:

5

Если изделия из металла подвергнуть поляризации, скорость ржавления, обусловленного электрохимическими факторами, можно существенно уменьшить. Электрохимическая антикоррозионная защита бывает двух видов:

  • анодной;
  • катодной.

Анодная технология подходит для материалов из:

  • сплавов (высоколегированных) на базе железа;
  • с малым уровнем легирования;
  • углеродистых сталей.

Суть методики анодной защиты проста: металлическое изделие, которому требуется придать антикоррозионные свойства, подключается к катодному протектору либо к "плюсу" источника (внешнего) тока. Данная процедура обеспечивает уменьшение скорости ржавления в несколько тысяч раз. В качестве катодного протектора могут выступать элементы и соединения с высоким положительным потенциалом (свинец, платина, диоксид свинца, платинированная латунь, тантал, магнетит, углерод и другие).

Анодная антикоррозионная защита будет результативной только в том случае, если аппарат для обработки конструкций отвечает далее указанным запросам:

  • на нем нет заклепок;
  • сварка всех элементов выполнена максимально качественно;
  • пассивирование металла выполняется в технологической среде;
  • число зазоров и щелей минимально (или же они отсутствуют).

Описанный вид электрохимической защиты небезопасен из-за риска активного анодного растворения конструкций во время приостановки подачи тока. В связи с этим он осуществляется только тогда, когда имеется специальная система контроля выполнения всех предусмотренных технологической схемой операций.

Более распространенной и менее опасной считается катодная защита, которая годится для металлов, не имеющих склонности к пассивации. Подобный метод предполагает подсоединение конструкции к электродному отрицательному потенциалу или к "минусу" источника тока. Катодная защита используется для следующих видов оборудования:

  • емкости и аппараты (их внутренние части), эксплуатируемые на химических предприятиях;
  • буровые установки, кабели, трубопроводы и иные подземные сооружения;
  • элементы береговых конструкций, которые соприкасаются с соленой водой;
  • механизмы, изготовленные из , высокохромистых и медных сплавов.

Анодом в данном случае выступает уголь, чугун, металлолом, графит, сталь.

6

На производственных предприятиях с коррозией можно с успехом справляться посредством модификации состава агрессивной атмосферы, в которой работают металлические детали и конструкции. Существует два варианта снижения агрессивности среды:

  • введение в нее ингибиторов (замедлителей) коррозии;
  • удаление из среды тех соединений, которые являются причиной возникновения коррозии.

Ингибиторы, как правило, используются в системах охлаждения, цистернах, ваннах для выполнения травильных операций, различных резервуарах и прочих системах, в коих коррозионная среда имеет примерно постоянный объем. Замедлители подразделяют на:

  • органические, неорганические, летучие;
  • анодные, катодные, смешанные;
  • работающие в щелочной, кислой, нейтральной среде.

Ниже указаны самые известные и часто используемые ингибиторы коррозии, которые отвечают требованиям СНиП для разных производственных объектов:

  • бикарбонат кальция;
  • бораты и полифосфаты;
  • бихроматы и хроматы;
  • нитриты;
  • органические замедлители (многоосновные спирты, тиолы, амины, аминоспирты, аминокислоты с поликарбоксильными свойствами, летучие составы "ИФХАН-8А", "ВНХ-Л-20", "НДА").

А вот уменьшить агрессивность коррозионной атмосферы можно такими методами:

  • вакуумированием;
  • нейтрализацией кислот при помощи едкого натра либо извести (гашеной);
  • деаэрацией с целью удаления из кислорода.

Как видим, на сегодняшний день существует немало способов защиты металлических конструкций и изделий. Важно лишь грамотно подобрать оптимальный для каждого конкретного случая вариант, и тогда детали и сооружения из стали и чугуна будут служить очень и очень долго.

7

Мы хотим очень кратко рассмотреть данные СНиП, описывающие требования к защите от ржавчины строительных (алюминиевых, металлических, стальных, железобетонных и иных) конструкций. В них даются рекомендации по использованию разных методов антикоррозионной защиты.

СНиП 2.03.11 предусматривают защиту поверхностей строительных конструкций следующими способами:

  • пропиткой (уплотняющего типа) материалами с повышенной химической стойкостью;
  • оклейкой пленочными материалами;
  • применением разнообразных лакокрасочных, мастичных, оксидных, металлизированных покрытий.

По сути, данные СНиП позволяют использовать все описанные нами способы защиты металлов от ржавления. При этом правила оговаривают состав конкретных защитных средств в зависимости от того, в какой среде располагается строительное сооружение. С этой точки зрения среды могу быть: средне-, слабо- и сильноагрессивными, а также полностью неагрессивными. Также в СНиП принято деление сред на биологически и химически активные, на твердые, жидкие и газообразные.

Коррозия - это разрушение металлических, керамических, деревянных и других материалов в результате химического или физико-химического взаимодействия. Что же касается причин возникновения такого нежелательного эффекта, то они разные. В большинстве случаев это конструкционная неустойчивость к термодинамическим воздействиям окружающей среды. Давайте подробно разберемся с тем, что такое коррозия. Виды коррозии тоже обязательно нужно рассмотреть, да и о защите от нее поговорить не будет лишним.

Немного общих сведений

Мы привыкли слышать термин «ржавление», который применяется в случае коррозии металла и сплавов. Есть еще такое понятие, как «старение», - оно свойственно полимерам. По сути, это одно и то же. Яркий пример - старение резиновых изделий из-за активного взаимодействия с кислородом. Помимо этого, некоторые пластиковые элементы разрушаются под воздействием Скорость протекания коррозии напрямую зависит от условий, в которых находится объект. Так, ржавчина на металлическом изделии будет распространяться тем быстрее, чем выше температура. Также влияет и влажность: чем она выше, тем быстрее непригодным для дальнейшей эксплуатации. Опытным путем установлено, что примерно 10 процентов металлических изделий безвозвратно списываются, и виной всему - коррозия. Виды коррозии бывают различными и классифицируются в зависимости от типа сред, характера протекания и тому подобного. Давайте рассмотрим их более подробно.

Классификация

В настоящее время существует более двух десятков вариантов ржавления. Мы приведем только самые основные виды коррозии. Условно их можно поделить на следующие группы:

  • Химическая коррозия - процесс взаимодействия с коррозионной средой, при котором и восстановление окислителя проходят в одном акте. Металл и окислитель не разделены пространственно.
  • Электрохимическая коррозия - процесс взаимодействия металла с Ионизация атомов и восстановление окислителя проходят в разных актах, однако скорость во многом зависит от электродного потенциала.
  • Газовая коррозия - химическое ржавление металла при минимальном содержании влаги (не более 0,1 процента) и/или высоких температурах в газовой среде. Чаще всего данный вид встречается в химической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Помимо этого, существует еще огромное количество процессов ржавления. Все они и есть коррозия. Виды коррозии, кроме вышеописанных, включают биологическое, радиоактивное, атмосферное, контактное, местное, целевое ржавление и др.

Электрохимическая коррозия и ее особенности

При таком виде разрушения процесс протекает при соприкосновении металла с электролитом. В качестве последнего может выступать конденсат или дождевая вода. Чем больше в жидкости содержится солей и кислот, тем выше электропроводность, а следовательно, и скорость протекания процесса. Что же касается наиболее подверженных коррозии мест металлической конструкции, то это заклепки, сварные соединения, места механических повреждений. В случае если конструкционные свойства сплава железа делают его устойчивым к ржавлению, процесс несколько замедляется, однако все равно продолжается. Ярким примером является оцинковка. Дело в том, что цинк имеет более отрицательный потенциал, нежели железо. По этой простой причине сплав железа восстанавливается, а цинк коррозирует. Однако наличие на поверхности оксидной пленки сильно замедляет процесс разрушения. Безусловно, все виды электрохимической коррозии являются крайне опасными и иногда с ними даже невозможно бороться.

Химическая коррозия

Такое изменение металла встречается довольно часто. Ярким примером является появление окалины в результате взаимодействия металлических изделий с кислородом. Высокая температура в этом случае выступает ускорителем процесса, а участвовать в нем могут такие жидкости, как вода, соли, кислоты, щелочи и растворы солей. Если говорить о таких материалах, как медь или цинк, то их окисление приводит к возникновению устойчивой к дальнейшей коррозии пленки. Стальные же изделия образуют окиси железа. Дальнейшие приводят к возникновению ржавчины, которая не обеспечивает никакой защиты от дальнейшего разрушения, а наоборот, способствует этому. В настоящее время все виды химической коррозии устраняются при помощи оцинковки. Могут применяться и другие средства защиты.

Виды коррозии бетона

Изменение структуры и увеличение хрупкости бетона под воздействием окружающей среды может быть трех видов:

  • Разрушение частей цементного камня - один из самых распространенных видов коррозии. Он имеет место в том случае, если изделие из бетона подвергается систематическому воздействию атмосферных осадков и других жидкостей. В результате вымывается гидрат окиси кальция и нарушается структура.
  • Взаимодействие с кислотами. Если цементный камень будет контактировать с кислотами, то образуется бикарбонат кальция - агрессивный химический элемент для бетонного изделия.
  • Кристаллизация труднорастворимых веществ. По сути, имеется в виду биокоррозия. Суть заключается в том, что микроорганизмы (споры, грибки) попадают в поры и там развиваются, вследствие чего происходит разрушение.

Коррозия: виды, способы защиты

Миллиардные ежегодные убытки привели к тому, что люди стали бороться с этим вредным воздействием. Можно с уверенностью говорить о том, что все виды коррозии приводят к потере не самого металла, а ценных металлоконструкций, на строительство которых тратятся огромные деньги. Сложно сказать, возможно ли обеспечить 100-процентную защиту. Тем не менее, при правильной подготовке поверхности, которая заключается в абразивоструйной очистке, можно добиться хороших результатов. От электрохимической коррозии надежно защищает лакокрасочное покрытие при правильном его нанесении. А от разрушения металла под землей надежно защитит специальная обработка поверхности.

Активные и пассивные методы борьбы

Суть активных методов заключается в том, чтобы изменить структуру двойного электрического поля. Для этого используют источник постоянного тока. Напряжение нужно выбирать таким образом, чтобы повышался изделия, которое нужно защитить. Еще один крайне популярный метод - «жертвенный» анод. Он разрушается, защищая основной материал.

Пассивная защита подразумевает использование лакокрасочного покрытия. Основная задача заключается в том, чтобы полностью предотвратить попадание влаги, а также кислорода на защищаемую поверхность. Как уже было отмечено несколько выше, имеет смысл использовать цинковое, медное или никелевое напыление. Даже частично разрушенный слой будет защищать металл от ржавления. Конечно, данные виды защиты от коррозии металлов действенны только тогда, когда поверхность не будет иметь видимых дефектов в виде трещин, сколов и тому подобного.

Оцинкование в подробностях

Мы уже с вами рассмотрели основные виды коррозии, а сейчас хотелось бы поговорить о лучших методах защиты. Одним из таких является оцинкование. Суть его заключается в том, что на обрабатываемую поверхность наносится цинк или его сплав, что придает поверхности некоторые физико-химические свойства. Стоит отметить, что данный метод считается одним из самых экономичных и эффективных, и это при том, что на металлизацию цинком расходуется примерно 40 процентов от мировой добычи этого элемента. Оцинкованию могут подвергаться стальные листы, крепежные детали, а также приборы и другие металлоконструкции. Интересно то, что с помощью металлизации или распыления можно защитить изделие любого размера и формы. Декоративного назначения цинк не имеет, хотя с помощью некоторых специальных добавок появляется возможность получения блестящих поверхностей. В принципе, этот металл способен обеспечить максимальную защиту в агрессивных средах.

Заключение

Вот мы и рассказали вам о том, что такое коррозия. Виды коррозии тоже были рассмотрены. Теперь вы знаете, как защитить поверхность от преждевременного ржавления. По большому счету, сделать это предельно просто, но немалое значение имеет то, где и как эксплуатируется изделие. Если оно постоянно подвергается динамическим и вибрационным нагрузкам, то велика вероятность возникновения трещин в лакокрасочных покрытиях, через которые влага будет попадать на металл, в результате чего он будет постепенно разрушаться. Тем не менее, использование различных резиновых прокладок и герметиков в местах взаимодействия металлических изделий может несколько продлить срок службы покрытия.

Ну, вот и все по данной теме. Помните о том, что преждевременное разрушение конструкции из-за воздействия коррозии может привести к непредвиденным последствиям. На предприятии большой материальный ущерб и человеческие жертвы возможны в результате ржавления несущей металлоконструкции.

Коррозия – самопроизвольный процесс и соответственно протекающий с уменьшением энергии Гиббса системы. Химическая энергия реакции коррозионного разрушения металлов выделяется в виде теплоты и рассеивается в окружающем пространстве.

Коррозия приводит к большим потерям в результате разрушения трубопроводов, цистерн, металлических частей машин, корпусов судов, морских сооружений и т. п. Безвозвратные потери металлов от коррозии составляют 15 % от ежегодного их выпуска. Цель борьбы с коррозией – это сохранение ресурсов металлов, мировые запасы которых ограничены. Изучение коррозиии разработка методов защиты металлов от нее представляют теоретический интерес и имеют большое народнохозяйственное значение.

Ржавление железа на воздухе, образование окалины при высокой температуре, растворение металлов в кислотах – типичные примеры коррозии. В результате коррозии многие свойства металлов ухудшаются: уменьшается прочность и пластичность, возрастает трение между движущимися деталями машин, нарушаются размеры деталей. Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая, коррозия – разрушение металлов путем их окисления в сухих газах, в растворах неэлектролитов. Например, образование окалины на железе при высокой температуре. В этом случае образующиеся на металле оксидные плёнки часто препятствуют дальнейшему окислению, предотвращая дальнейшее проникновение к поверхности металла как газов, так и жидкостей.

Электрохимической коррозией называют разрушение металлов под действием возникающих гальванических пар в присутствии воды или другого электролита. В этом случае наряду с химическим процессом – отдача электронов металлами, протекает и электрический процесс – перенос электронов от одного участка к другому.

Этот вид коррозии подразделяют на отдельные виды: атмосферную, почвенную, коррозию под действием «блуждающего» тока и др.

Электрохимическую коррозию вызывают примеси, содержащиеся в металле, или неоднородность его поверхности. В этих случаях при соприкосновении металла с электролитом, которым может быть и влага, адсорбируемая на воздухе, на его поверхности возникает множество микрогальванических элементов. Анодами являются частицы металла, катодами – примеси и участки металла, имеющие более положительный электродный потенциал. Анод растворяется, а на катоде выделяется водород. В то же время на катоде возможен процесс восстановления кислорода, растворённого в электролите. Следовательно, характер катодного процесса будет зависеть от некоторых условий:



кислая среда : 2Н + + 2ē = Н 2 (водородная деполяризация),

О 2 + 4Н + + 4ē → 2Н 2 О

нейтральная среда : O 2 +2H 2 O+4e − =4OH − (кислородная деполяризация).

В качестве примера рассмотрим атмосферную коррозию железа в контакте с оловом. Взаимодействие металлов с каплей воды, содержащей кислород, приводит к возникновению микрогальванического элемента, схема которого имеет вид

(-)Fe|Fe 2+ || O 2 , H 2 O| Sn (+).

Более активный металл (Fе) окисляется, отдавая электроны атомам меди и переходит в раствор в виде ионов (Fe 2+). На катоде протекает кислородная деполяризация.

Способы защиты от коррозии. Все методы защиты от коррозии можно условно разделить на две большие группы: неэлектрохимические (легирование металлов, защитные покрытия, изменение свойств коррозионной среды, рациональное конструирование изделий) и электрохимические (метод проектов, катодная защита, анодная защита).

Легирование металлов – это эффективный, хотя и дорогой метод повышения коррозионной стойкости металлов, при котором в состав сплава вводят компоненты, вызывающие пассивацию металла. В качестве таких компонентов применяют хром, никель, титан, вольфрам и др.

Защитные покрытия – это слои, искусственно создаваемые на поверхности металлических изделий и сооружений. Выбор вида покрытия за- висит от условий, в которых используется металл.

Материалами для металлических защитных покрытий могут быть чистые металлы: цинк, кадмий, алюминий, никель, медь, олово, хром, серебро и их сплавы: бронза, латунь и т. д. По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их можно разделить на катодные (например, на стали Cu, Ni, Ag) и анодные (цинк на стали). Катодные покрытия могут защищать металл от коррозии лишь при отсутствии пор и повреждений покрытия. В случае анодного покрытия защищаемый металл играет роль катода и поэтому не корродирует. Но потенциалы металлов зависят от состава растворов, поэтому при изменении состава раствора может меняться и характер покрытия. Так, покрытие стали оловом в растворе H 2 SO 4 – катодное, а в растворе органических кислот – анодное.

Неметаллические защитные покрытия могут быть как неорганическими, так и органическими. Защитное действие таких покрытий сводится в основном к изоляции металла от окружающей среды.

Электрохимический метод защиты основан на торможении анодных или катодных реакций коррозионного процесса. Электрохимическая защита осуществляется присоединением к защищаемой конструкции (корпус судна, подземный трубопровод), находящейся в среде электролита (морская, почвенная вода), металла с более отрицательным значением электродного потенциала – протектора .

Применение защиты от коррозии металлов — актуальный вопрос для многих.

Коррозия, по сути, является самопроизвольным процессом разрушения металлов, причиной которого является неблагоприятное воздействие окружающей среды, вследствие чего происходят химические, физико-химические процессы, приводящие к печальным последствиям.

Коррозия, воздействуя на металл, может полностью уничтожить его. Поэтому необходимо бороться с возникающей ржавчиной.

И не только в момент ее появления. Также важна профилактическая работа по предупреждению возникновения коррозии у металлов.

По своему типу различают следующие виды коррозии:

  • точечную;
  • сплошную;
  • сквозную;
  • пятнами или язвами;
  • послойную;
  • подповерхностную и другие.

Возникает коррозия не только под воздействием воды, но и почвы, технического масла. Как мы видим, виды коррозии представлены широко, а вот методы защиты не так многочисленны.

Антикоррозийные способы можно сгруппировать, опираясь на следующие методы:

  1. электрохимический метод — позволяет уменьшить разрушительный процесс на основе закона гальваники;
  2. уменьшение агрессивной реакции производственной среды;
  3. химическое сопротивление металла;
  4. защита поверхности металла от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

Защиту поверхности и гальванический метод применяют уже в момент эксплуатации металлических конструкций и изделий.

К ним относятся следующие способы защиты: катодная, протекторная, а также ингибиторная.

Электрохимическая защита основана на действии электрического тока, под его постоянным воздействием коррозия прекращается.

Внедрение ингибиторов в агрессивную среду, которая соприкасается с металлом, позволяет снизить скорость коррозийных процессов.

Химическое сопротивление и защита поверхности относятся к пленочным способам сохранения. Они уже могут применяться как на стадии изготовления металлоизделий, так и в момент эксплуатации.

Выделяют следующие способы: лужение, оцинковку, покраску и прочее. Краска, как защитное покрытие от ржавчины — самый распространенный и используемый метод.

Протекторная антикоррозийная защита металлов

Основной принцип, который определяет протекторная защита — это перенос возникновения коррозии с основной металлоконструкции на заменитель.

То есть к защищаемому металлу присоединяют другой, обладающий отрицательным электрическим потенциалом. Протектор, находясь в рабочем состоянии, разрушается и заменяется на другой.

Актуальна протекторная защита для конструкций, длительное время находящихся в нейтральных средах: воде, земле, грунте.

В качестве протектора используют цинк, магний, железо, алюминий. Яркий пример, где используется протекторная защита — это морские суда, постоянно находящиеся в воде.

Ингибиторное средство

При помощи этого средства снижается агрессивное воздействие масла, кислот, других химических жидкостей. Используется в трубопроводах, металлических цистернах.

Представлен в виде средства, которое состоит из борной кислоты с диэтаноламином и растительного масла. Входит в состав дизельного топлива, авиационного керосина.

При помощи ингибитора металлы хорошо защищены от коррозии в таких средах как трансформаторные масла, нефтяные и содержащие сероводород массы.

Однако активная основа этого средства не растворима в среде минерального масла, тем самым не защищает металл от атмосферной коррозии.

Лакокрасочное покрытие металлов

Краска на сегодняшний день самый доступный и наиболее используемый антикоррозийный материал.

Лакокрасочное покрытие создает механический слой, который создает препятствие для воздействия агрессивной среды на металлоконструкцию или изделие.

Краска может использоваться как до возникновения ржавчины, так и на этапе коррозии.

Во втором случае, перед тем как нанести покрытие, обрабатываемую поверхность нужно подготовить: очистить возникшие коррозийные повреждения, произвести герметизацию трещин, только после этого наносится краска, образуя защитный слой.

При помощи этого средства защищают водопроводные трубы, металлические элементы жилых построек — перила, перегородки.

Еще один плюс этой защиты — краска может быть различна по цветовой гамме, следовательно, покрытие будет служить еще оформлением.

Совместное использование антикоррозийных способов защиты

Различные антикоррозийные методы защиты металла могут применяться совместно. Наиболее часто используется лакокрасочное покрытие и протектор.

Краска, сама по себе, достаточно непрактичный антикоррозийный материал, так как механические, водные, воздушные воздействия могут повредить ее слой.

Протектор обеспечит дополнительную защиту, если лакокрасочное покрытие будет нарушено.

Современная краска одновременно может являться протектором или ингибитором. Протекторная защита возникает, если краска в своем составе содержит порошковые металлы: алюминий, цинк, магний.

Эффект ингибитора достигается, если краска содержит ортофосфорную кислоту.

Защиту на производстве определяет СНиП

На производстве защита от коррозии — важный момент, так как ржавчина может привести не только к поломке, но и к катастрофе. СНиП 2.03.11 — 85 — это норма, которой должны руководствоваться на предприятиях, чтобы предотвратить неблагоприятные последствия.

Проведенная лабораторная работа позволила описать в СНиП виды коррозийных повреждений, источники возникновения коррозии, а также рекомендации по обеспечению нормальной эксплуатации металлоконструкций.

В соответствие со СНиП используют следующие методы защиты:

  • пропиткой (уплотняющего типа) материалами с повышенной химической стойкостью;
  • оклейкой пленочными материалами;
  • применением разнообразных лакокрасочных, мастичных, оксидных, металлизированных покрытий.

Таким образом, СНиП дает возможность применять все методы.

Однако, в зависимости от того, где находится конструкция, в какой среде (сильноагрессивной, средне, слабой или полностью неагрессивной) СНиП конкретизирует использование защитных средств, а также оговаривает их состав.

При этом СНиП выделяет еще другое деление сред на твердые, жидкие, газообразные, химические и биологически активные.

По сути СНиП для каждого строительного материала: алюминий, металл, сталь, железобетон и другие, предъявляет свои требования.

В домашних условиях к металлам, к сожалению, применимы не все способы защиты. Основным используемым методом остается покрытие изделия краской.

Остальные же способы используется на производстве.