Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Способы защиты от коррозии

Способы защиты от коррозии

Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В общем случае это разрушение любого материала, будь то металл или керамика, дерево или полимер.

Более всего подвержены коррозии чистые металлы. Сплавы, пластики и прочие материалы в этом отношении характеризуются термином «старение». Вместо термина «коррозия» также часто применяют термин «ржавление».

Виды коррозии

Коррозионный процесс портит жизнь людям многие века, поэтому он изучен достаточно широко. Существуют различные классификации коррозии в зависимости от типа окружающей среды, от условия использования коррозирующих материалов (находятся ли они под напряжением, если контактируют с другой средой, то постоянно или переменно и пр.) и от множества других факторов.

Электрохимическая коррозия

Коррозировать могут два различных металла, соединенных между собой, если на их стык попадет, например, конденсат из воздуха. У разных металлов различные окислительно-восстановительные потенциалы и на стыке металлов образуется фактически гальванический элемент. При этом металл с более низким потенциалом начинает растворяться, в данном случае, коррозировать. Это проявляется на сварочных швах, вокруг заклепок и болтов.

Для защиты от такого вида коррозии применяют, например, оцинковку. В паре металл-цинк коррозировать должен цинк, но при коррозии у цинка образуется оксидная пленка, которая сильно замедляет процесс коррозии.

Химическая коррозия

Если поверхность металла соприкасается с коррозионно-активной средой, и при этом нет электрохимических процессов, то имеет место т.н. химическая коррозия. Например, образование окалины при взаимодействии металлов с кислородом при высоких температурах.

Борьба с коррозией

Несмотря на то, что сгнивающие на дне моря корабли с сундуками не так уж и плохи для экологии, коррозия металлов ежегодно приносит огромные убытки людям. Поэтому неудивительно, что уже давно существуют различные методы защиты от коррозии металлов.

Различают три вида защиты от коррозии:

  • Конструкционный
  • Активный
  • Пассивный

Конструкционный метод включает в себя использование сплавов металлов, резиновых прокладок и др.

Активные методы борьбы с коррозией направлены на изменение структуры двойного электрического слоя. Применяется наложение постоянного электрического поля с помощью источника постоянного тока, напряжение выбирается с целью повышения электродного потенциала защищаемого металла. Другой метод — использование жертвенного анода, более активного материала, который будет разрушаться, предохраняя защищаемое изделие.

Пассивная борьба с коррозией – это применение эмалей, лаков, оцинковки и т.п. Покрытие металлов эмалями и лаками направлено на изоляцию металлов от окружающей среды: воздуха, воды, кислот и пр. Оцинковка (как и другие виды напыления) кроме физической изоляции от внешней среды, даже в случае повреждения ее слоя, не даст развиваться коррозии металла, т.к. цинк коррозирует охотнее железа (см. «электрохимическая коррозия» выше по тексту).

Наносить защитные покрытия на металл можно различными способами. Оцинковку можно проводить в горячем цеху, «на холодную», газотермическим напылением. Окраску эмалями можно проводить распылением, валиком или кистью.

Большое внимание надо уделять подготовке поверхности к нанесению защитного покрытия. От того, насколько качественно будет очищена поверхность металла, во многом зависит успех всего комплекса мер по защите от коррозии.

12.2. Способы защиты металлов от коррозии

Все конструкционные и инструментальные материалы в большей или меньшей степени подвержены коррозионному действию внешней среды. Большая часть изделий в машиностроении изготовлена из сталей и чугунов, поэтому их защита от коррозии представляет наибольший интерес.

Читайте так же:
Кип и автоматика что это такое

Существует много способов защиты металлов от коррозии. Выбор того или иного способа определяется конкретными условиями работы или хранения изделия. В настоящее время с целью увеличения срока службы изделий и обеспечения надёжности их работы применяют следующие способы защиты от коррозии: нанесение металлических и неметаллических покрытий, применение ингибиторов коррозии, химическая и электрическая защита.

Металлические покрытия широко применяются для защиты от коррозии деталей машин и приборов и различных металлоконструкций. При этом выбирают металл, обладающий достаточной стойкостью в данной среде. Нанесённые покрытия могут также повысить износостойкость отдельных деталей и изделия в целом.

Различают два типа металлических покрытий – анодное и катодное. При анодном покрытии изделие защищают металлом с большим отрицательным электродным потенциалом. Срок службы анодных покрытий возрастает при увеличении их толщины. Анодное покрытие защищает основной металл готовых изделий электрохимически. Для железоуглеродистых сплавов в качестве анодного покрытия может быть использован цинк или кадмий. Покрытие из цинка наносят также на медь, латунь, алюминий. Цинковые покрытия широко применяются для защиты листовой стали, а также водопроводных труб и различных резервуаров от действия воды и горячих жидкостей.

Катодные покрытия производят металлами, электродный потенциал которых в данном электролите выше потенциала основного металла. Катодные покрытия создают механическую защиту основного металла. Нарушение сплошности покрытия (например, механическое повреждение) влечёт за собой усиленную электрохимическую коррозию основного металла. Для сталей катодным покрытием может быть олово, медь, никель.

Металлические покрытия наносят различными способами. Наиболее часто применяют горячий метод, гальванизацию, металлизацию, а также напыление и плакирование.

При горячем методе изделие погружают в расплавленный металл, который смачивает его поверхность и покрывает тонким слоем. Затем изделие вынимают из ванны и охлаждают. Горячий способ применяют для нанесения тонкого слоя олова (лужение) или цинка (цинкование).

Лужение применяется в производстве белой жести, для покрытия внутренних поверхностей пищевых котлов и для других целей; цинкование – для проволоки, кровельного железа, труб.

Нанесение металлических покрытий гальваническим путём основано на физических законах о прохождении постоянного электрического тока через жидкую среду-электролит. При этом в качестве анода применяют металл, который необходимо нанести в качестве покрытия. Катодом служит изделие. При пропускании тока через электролит анод растворяется в электролите и наполняет его катионами, которые затем разряжаются на катоде (изделии). При гальванических покрытиях обеспечивается нанесение покрытия практически из любого металла на заготовки также из любого металла. Толщину гальванического покрытия можно регулировать в достаточно широких пределах.

Антикоррозионные покрытия могут наноситься путём распыления плазменной струёй расплавленного металла и нанесение его на защищаемую поверхность. Материалом покрытия могут быть металлы, оксиды, бороды, нитриды и другие соединения. Они могут применяться в виде проволоки, прутков или порошков. Аппараты для напыления называются металлизаторами. Преимуществами плазменного напыления является формование покрытий высокой плотности при хорошей сцепляемости с основанием.

Плакирование (термомеханическое покрытие) заключается в совместной горячей прокатке основного и защитного металлов. Сцепление между металлами осуществляется в результате диффузии под влиянием совместной деформации горячей заготовки. Защищаемый металл покрывают с одной стороны или с обеих сторон медью, медными сплавами, алюминием или нержавеющей сталью.

Неметаллические покрытия выполняются из лаков, красок, эмалей, смазок, пластмасс и других органических и неорганических веществ.

Читайте так же:
Какой класс точности выше 1 или 2

Наиболее распространённым способом защиты металлоконструкций, машин и механизмов в различных агрессивных средах являются лакокрасочные покрытия. Эти покрытия имеют значительные преимущества перед металлическими. Они легко наносятся на изделие, хорошо закрывают поры, не влияют на свойства металла и являются сравнительно недорогими.

При правильном подборе лаков и красок и при соблюдении технологии их нанесения срок службы покрытий доходит до 5 лет.

Технологический процесс нанесения лакокрасочного покрытия включает подготовку поверхности, приготовление лакокрасочных материалов, нанесение покрытий и их сушку.

При длительном хранении и транспортировке металлические изделия покрывают специальными консервационными смазками и жирами. При необходимости смазки периодически обновляют.

Борьба с коррозией может вестись с использованием ингибиторов коррозии. Ингибиторами коррозии называют некоторые органические или неорганические соединения, которые вводят в небольших количествах в агрессивную среду, что способствует предотвращению или уменьшению скорости коррозии. Ингибиторы коррозии используют, например, для защиты различных трубопроводов, теплообменных аппаратов, нефтедобывающего и химического оборудования.

Химическая защита состоит в искусственном создании на поверхности изделия защитных оксидных или иных плёнок. Такие плёнки создаются при воздействии на металл сильных химических реагентов. Наведение оксидных плёнок называют оксидированием. Наиболее широко применяют оксидирование для защиты от коррозии алюминия, магния и их сплавов.

Кроме оксидных плёнок, на стальных изделиях наводят плёнки из фосфатов марганца и железа. Этот процесс называют фосфатированием. Получаемые при этом плёнки в сравнении с оксидными являются более прочными.

В отдельных случаях осуществляется электрохимическая защита металлов от коррозии при помощи протекторов. Протекторную защиту применяют для конструкций, соприкасающихся с электролитом. С этой целью к поверхности защищаемого изделия прикрепляют протекторы (пластины) из металла, имеющего в данный среде меньший электродный потенциал, чем потенциал основного металла. В результате образуется гальваническая пара, в которой анодом является протектор, а катодом – изделие. В таких условиях протектор будет постепенно разрушаться, защищая тем самым основной металл. После полного разрушения протектор заменяют.

Таким способом защищают, например, подводные части морских судов, прикрепляя к ним цинковые пластины. Катодную защиту применят также для подземных металлических сооружений (трубопроводов, кабелей и др.), которые присоединяют к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а положительный полюс заземляют.

Следует заметить, что значительное повышение антикоррозионных свойств сталей достигается путём введения в их состав некоторых химических элементов. При оптимальном сочетании таких элементов, называемых легирующими, можно создать композиции, практически не корродирующие в данной среде. Так при введении в сталь 12% хрома достигается её антикоррозионность в атмосфере и других средах. Введение в сталь никеля повышает её кислотостойкость. Дополнительная присадка меди повышает антикоррозионность в кислых средах при повышенных температурах. Антикоррозионная защита металлов имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку обуславливает надёжность и долговечность эксплуатации машин, механизмов, различных металлических сооружений (нефте- и газопроводов, железнодорожных мостов, опор линий электропередач и др.).

Вопросы для самопроверки

1. Назовите причины, вызывающие коррозию металлов. Приведите примеры вредного воздействия коррозии на элементы конструкций.
2. Поясните сущность химической и электрохимической коррозии металлов.
3. Назовите основные виды коррозионного разрушения металлов
4. Что является мерой коррозионной стойкости металлов?
5. Какие современные методы защиты металлов от коррозии вы знаете?
6. В чем сущность химической и электрохимической защиты металлов от коррозии.

Как защитить металл от коррозии

защита металла от коррозии

Металлы и сплавы окружают нас всюду — от привычных всем инструментов и бытовых приборов до сложной медицинской техники, военных разработок.

Читайте так же:
В чем измеряется углекислый газ

Каждое изделие имеет разную форму и состав, но одного общего врага — коррозию. Она изменяет структуру металла, а затем и геометрию детали. Последняя в результате становится хрупкой и небезопасной для использования.

Для защиты изделий применяют различные типы обработки. Однако в самом начале следует определить тип коррозии.

Типы коррозии

Специалисты выделяют множество ее видов, различаемой по типу взаимодействия или скорости протекания. Мы остановимся на наиболее понятных и распространенных:

  1. Почвенная коррозия. Поражает металлические изделия, находящиеся в земле. Грунт содержит огромное количество минеральных соединений, которые в совокупности с грунтовыми водами разрушают структуру металла.
  2. Атмосферная коррозия. Разрушает металл путем окисления — контакта водяных паров воздуха с поверхностью детали. Интересный факт: между степенью загрязнения воздуха и скоростью окисления металла существует прямая зависимость — чем сильнее загрязнение, тем быстрее развивается коррозия.
  3. Жидкостная коррозия. Наиболее распространенный и понятный тип. Поражает металлические изделия, на которые воздействует влага. С ней можно встретиться на старых авто с «рыжиками» или на незащищенных металлоконструкциях в городе. Ну а если вы живете на юге нашей страны, то наверняка знаете, что морская вода гораздо губительнее для металла, чем пресная, благодаря своему минеральному составу.

Как коррозия поражает металл

Степени поражения можно условно разделить на 3 стадии:

  1. Коррозия поверхности — верхний слой ржавчины, без глубокого проникновения. Образуется только на поверхности изделия, является самым безопасным и легкоудаляемым, если вовремя обратиться к специалистам.
  2. Коррозия локального участка — область изделия, пораженная глубокой ржавчиной. Требует удаления этого участка, так как может вызывать глубинные повреждения и окислы компонентов сплава.
  3. Глубокая коррозия всей детали — ржавчина, поразившая изделия по всей площади и глубине. Не подлежит восстановлению.

Методы защиты металла от коррозии

В настоящее время существует множество технологий и способов борьбы с коррозией, однако все они сводятся к использованию следующих методов:

  • повышение химических свойств металлоизделия;
  • полная изоляции детали от внешних воздействий;
  • применение ингибиторов для снижения агрессивности внешней среды;
  • воздействие электрического тока для борьбы с ржавчиной.

Каждый метод по-своему эффективен, однако их применение воз-можно далеко не в каждой ситуации.

Современное и эффективное решение — порошковая окраска металлов. Защитный слой формируется с помощью нанесения полимера, с последующей высокотемпературной обработкой в специальной камере-печи.

Результатом покраски металла становится покрытие с высокими защитными и декоративными свойствами.

Как проходит антикоррозийная обработка

Защита металлоизделия — это высокотехнологичный процесс, требующий строгого соблюдения каждого из этапов:

  1. Пескоструйная или дробеструйная обработка. Специальный насос подает на изделие песок или дробь под большим давлением. Абразивная обработка снимает слой ржавчины до чистого металла, а также улучшает адгезию (прилипание) полимерного слоя.
  2. Ремонт изделия. После проведения пескоструйных работ по металлу выявляются все скрытые очаги глубокой коррозии. На этом этапе часто возникает необходимость в локальном ремонте поврежденных участков с помощью аргонно-дуговой сварки.
  3. Обезжиривание и фосфатирование поверхности. Удаление оксилов, нанесение порошкового грунта. Последний содержит цинк и обеспечивает сопротивление коррозии в наиболее агрессивных средах. Далее изделие просушивается в печи отверждения. в специальной камере. Полимер засыпается в распылитель, растворяющий порошок до жидкого состояния, а затем под давлением наносится на деталь. Для получения идеального покрытия распылитель получает электростатический заряд, позволяющий краске «прилипать» к нейтрально-заряженному изделию.
  4. Термическая обработка в специальной печи 15–30 минут. При 150–220 °С происходит полимеризация покрытия — краска расплавляется, создавая непрерывную защитную пленку. Изделие готово к использованию после полного остывания.
Читайте так же:
Lm358 в блоке питания

Как проходит антикоррозийная обработка в NAYADA

NAYADA предлагает широкий спектр услуг по защите металлоизделий от коррозии и нанесению порошкового покрытия любой сложности — от классических цветов до декоративных покрытий (покраска под дерево или камень).

Мы открыты сотрудничеству и готовы оказать качественные услуги как при работе с крупными металлоконструкциями, так и с небольшими авто-, мото- или велодеталями.

На нашем производстве используется швейцарское оборудование фирмы ITW GEMA и зарубежные порошковые краски от известных производителей.

Для заказа антикоррозийной обработки, свяжитесь с нами по телефону или оставьте заявку на официальном сайте.

Защита металла от коррозии

Коррозии подвергается почти 1/3 вводимого в эксплуатацию металла. Часть его переплавляется и снова возвращается в промышленность. Но, всё-таки, 10% от общей массы — теряется безвозвратно. Разрушение отдельных металлических деталей из металла может привлечь за собой разрушение целых машин и механизмов, создавая аварийные ситуации. В связи с чем, создавая металлические предметы, устройства, механизмы, большое внимание следует уделять защите металла от коррозии. Радикальным методом защиты от коррозии является поиск коррозионно-стойких материалов для агрессивной среды. Полностью заменить металлы на неметаллические предметы — невозможно.

Защита металла от коррозии - покрытие под микроскопомЗащита металла от коррозии — покрытие под микроскопом

Защита металла от коррозии позволяет своевременно и надёжно изолировать металл от агрессивной среды.

Способы защиты металла от коррозии

Особое значение имеют плёнки из оксидов металлов, получаемые при действии кислорода или подходящих окислителей (азотная кислота HNO3, дихромат калия K2Cr2O7 и др.) на поверхность металлов. Часто такие оксидные плёнки образуются на поверхности металлов даже просто при соприкосновении с воздухом, что делает химически-активные металлы (алюминий, цинк) коррозионностойкими. Подобную роль играют защитные нитридные покрытия, образующиеся при действии азота или аммиака на поверхность некоторых металлов. Искусственное оксидирование, азотирование, фосфатирование — хорошая защита металлов от коррозии

Другим способом защиты металла от коррозии является электрохимическая защита от коррозии.

Электрохимическая защита от коррозии

Этот способ защиты металла от коррозии заключается в изменении потенциала защищаемого металла и не связана с его изоляцией от коррозионной среды (то есть, в этом случаем изделие модет находится в агрессивной среде). К данному способу защиты относится катодная защита от коррозии. Её называют также анодная защита.

протекторная защитаПротекторная защита от коррозии

Катодная защита от коррозии

Катодная защита от коррозии заключается в том, что защищаемая конструкция «А», находящаяся в среде электролита (например, в почвенной воде), присоединяется к катоду (отрицательно заряженный электрод) источника электричества. Защищаемая конструкция становится катодом. В ту же агрессивную среду помещают кусок старого металла (рельс или балка), присоединяемый к аноду внешнего источника электричества. В процессе коррозии этот кусок старого металла становится анодом и разрушается.

Протекторная защита отличается от катодной защиты от коррозии тем, что для её осуществления используется специальный анод — протектор, в качестве которого применяют металл более активный, чем металл защищаемой конструкции (алюминий, цинк). Протектор соединяют с защищаемой конструкцией проводником электрического тока. В процессе коррозии протектор служит анодом (положительно заряженный электрод) и разрушается, тем самым предохраняя от разрушения нашу охраняемую конструкцию.

Читайте так же:
Как соединить провода наушников без паяльника

Рассмотрим коррозионный процесс повреждения металлических защитных покрытий.

1. Если металл покрыт менее активным металлом. Например, олово (Sn) хорошо покрывает железо (Fe) и достаточно стойко против действия разбавленных кислот. В случае повреждения такого покрытия возникает гальваническая пара, в которой электроны переходят от железа к олову, то есть анод — железо (оно растворяется и разрушается), а катод — олово (остаётся без изменений).

2. Если металл покрытия более активный, чем защищаемый металл. Например, покрытия железа (Fe) цинком (Zn). При механическом повреждении цинкового покрытия возникает гальваническая пара, в которой железо служит катодом (не растворяется), а цинк — анодом. В этом случае железо не будет разрушаться до тех пор, пока не разрушится весь цинк.

Из этих случаев можно сделать Важный вывод, что белее надёжное защитное покрытие то, что из металла более активного, чем защищаемый металл.

Еще одним способом защиты металла от коррозии является использование ингибиторов коррозии

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы — вещества, замедляющие процесс химической реакции (процесса коррозии). Для защиты металла от коррозии или замедления процесса корродирования в агрессивную среду добавляют вещества (чаще всего органические) — ингибиторами коррозии. Таким способом защиты успешно пользуются, когда надо защитить металл от его разъедания, например, кислотой. Ингибиторы коррозии широко применяются при очистке паровых котлов от накипи, для снятия окалины с отработанных деталей, а также при хранении и перевозке соляной кислоты в стальной таре.

В качестве органических ингибиторов коррозии применяют тиомочевину (химическое название — сульфид-диамид углерода C(NH2)2S ), диэтиламин, уротропин (CH2)6N4) и другие производные аминов.

В качестве неорганическихингибиторов коррозии применяют силикаты (соединения металла с кремнием Si), нитриты (соединения с азотом N), дихроматы щелочных металлов и т.д. Иногда путём удаления из воды кислорода можно добиться также снижение коррозионных свойств воды. А делают это путём фильтрования воды через слой железной стружки!

Чистка стальных предметов

Устранить ржавчину механическим способом практически невозможно. Поэтому часто применяют растворы, содержащие сильнодействующие химические реактивы — кислоты, основания и т.д. Вместе с устранением ржавчины достигается эффект предохранения поверхности от внешних воздействий. Несильно загрязнённые и поржавевшие предметы на несколько часов замачивают в бензине, а затем грязь и ржавчину удаляют салфеткой, смоченной бензином или металлической щёткой при глубокой ржавчине. Стальные предметы хорошо чистятся пастой, состав которой следующий: машинное масло — 650 г, парафин — 150 г, очень мелкая пемза — 200 г или тяжёлый бензин — 270 г, абразивный порошок — 450 г, алюминиевый порошок — 40 г.

Чистка цветных металлов

В фарфоровом сосуде растапливают 100 г парафина, 200 г олеина, 200 г овечьего жира. В полученную смесь добавляют 500 г порошка мела и размешивают до полной гомогенизации.

Чистка серебра

В фарфоровой или эмалированной сосуде в 100 мл тёплой воды последовательно растворяют 300 г белого мыла, 150 г щавелевой кислоты, 150 г карбамида кальция.

Изготовление металлических изделий https://metalius.ru/

АнглийскийПерейти на английский
Protection against corrosion, electrochemical protection from corrosion

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector