Защита металла от коррозии

Защита металла от коррозии.

В настоящее время проблема защиты металлоконструкций от коррозии является актуальной как в России, так за рубежом. Актуальность данной проблемы обусловлена тем, что интенсивное развитие наиболее металлоемких отраслей промышленности сопровождается быстро растущим экономическим и экологическим ущербом, наносимым коррозией металлоконструкций, оборудования и изделий.

Ежегодные потери металлов из-за коррозии в России составляют до 12% от общей массы металлофонда, что соответствует утрате до 30% ежегодно производимого металла. Резкое старение основного металлофонда усугубляется низкой степенью его возобновления и недостаточным объемом мероприятий по его реконструкции и ремонту.

Таким образом, принятие эффективных и экономичных мер для продления остаточного ресурса и повышения надежности эксплуатируемых сооружений и металлоконструкций является приоритетной задачей. Основное направление решения этой проблемы лежит в поиске оптимальных путей борьбы с коррозией.

Коррозия – это реакция металла с окружающей средой, которая вызывает измеримое изменение в материале, и может привести к ухудшению работы отдельного узла или всей конструкции, установки или изделия. Коррозия металлов может быть вызвана, как правило, реакцией окисления металла подложки с образованием окалины железа (упрощенно):

В условиях промышленной атмосферы, насыщенной промышленными газами (окислы серы, азота, углекислый газ и др.) процесс коррозии металлических поверхностей протекает еще интенсивнее. Присутствие электролитов на поверхности металла и наличие на ней разности потенциалов в различных точках являются условиями протекания реакций электрохимической коррозии. Наличие электролита и разности потенциалов в присутствии соответствующего окислителя (как правило – кислорода воздуха) приводят к образованию многочисленных очагов коррозии.

Коррозию можно классифицировать по следующим признакам:

1. по типу агрессивной среды

коррозия в неэлектролитах

коррозия в электролитах

коррозия под воздействием блуждающих токов

2. по характеру разрушения

3. по механизму протекания процесса коррозии

Таким образом, виды коррозии металлов представлены широко, а вот методы защиты не так многочисленны:

• электрохимический метод – позволяет уменьшить разрушительный процесс на основе закона гальваники;
• уменьшение агрессивной реакции производственной среды;
• химическое сопротивление металла;
• защита поверхности металла от неблагоприятного воздействия окружающей среды.

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

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

Химическое сопротивление и антикоррозионная защита металла 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 ряд др.

Использование лакокрасочных материалов – наиболее популярный способ защиты металла от коррозии. Лакокрасочное покрытие создает защитный слой, который создает препятствие для воздействия агрессивной среды на металлоконструкцию или изделие. При этом долговечность квалифицированно окрашенных металлоконструкций и изделий повышается в 2 – 10 раз.

При правильном подборе материала и способа нанесения ЛКП обеспечивается достаточно надежная защита металлических конструкций от коррозии в атмосфере и ряде коррозионных сред (например – окраска речных и морских судов, водонапорных баков, нефтяных танков, промышленных металлоконструкций и мостов и др.)

Основными достоинствами лакокрасочных покрытий являются:

• сравнительная дешевизна;
• относительная простота нанесения;
• легкость восстановления разрушенного покрытия
• сочетаемость с другими способами защиты, например протекторной защитой, фосфатными и оксидными покрытиями;
• возможность получения покрытий различных цветов, обладающих наряду с защитными еще и декоративными свойствами.

Основным недостатком лакокрасочных покрытий является их сравнительно невысокие механическая прочность и стойкость в водной среде, низкая термостойкость. Предельная температура эксплуатации ЛКП составляет 150 – 200ºС (исключение составляют покрытия на основе кремнийорганических ЛКМ).

Эффективность применения лакокрасочных покрытий целесообразна при условии долговечности эксплуатации не более 10 лет. Если требуется повышение долговечности эксплуатации металлического изделия, то следует применять комбинированные покрытия. Например, оцинковка плюс лакокрасочное покрытие. Такое покрытие позволяет увеличить срок защиты до 30 лет.

Защитное действие лакокрасочного покрытия заключаются в создании на поверхности металлического изделия сплошной пленки, которая препятствует агрессивному воздействию окружающей среды и предохраняет металл от разрушения.

В первую очередь это достигается за счет увеличения длины пути коррозионных агентов к металлической подложке – т.е. уменьшения проницаемости лакокрасочного покрытия. Существенное влияние на проницаемость пленки покрытия оказывает форма частиц пигмента в ЛКМ. Наибольшим барьерным эффектом обладают покрытия, содержащие частицы пигмента чешуйчатой формы (микрослюда, алюминиевая пудра, железная слюдка, некоторые марки микроталька и др.). Эти частицы располагаются в покрытии параллельно подложке, перекрывая ее подобно черепице и затрудняя доступ коррозионных агентов (Рис. 1).

Покрытия для металла

ООО «ТэоХим» разрабатывает и производит материалы для защиты металла от коррозии.

Материалы для антикоррозионной защиты

Цены указаны с учётом НДС и тары. Цены зависят от общего количества покупаемых материалов.

Антикоррозионные покрытия для металла

Антикоррозионные покрытия «Элакор», производства ООО «ТэоХим», предназначены для защиты следующих поверхностей: сталь углеродистая и низколегированная, сталь оцинкованная, алюминий и его сплавы, медь и её сплавы.

Защитные покрытия для металла Элакор-ПУ отличаются высокой долговечностью: Срок службы антикоррозионных покрытий

1. Внутренние поверхности

• Резервуары нефти, мазута, дизельного топлива.
• Резервуары воды, растворов солей, щелочей, кислот.
• Резервуары, бункеры сыпучих материалов (износостойкие покрытия).
• Вагоны-минераловозы (хопры).
• Антифрикционные покрытия трубопроводов.
• Прямой контакт с питьевой водой и сухими пищевыми продуктами.

2. Металл в помещениях

• Покрытия для металлических полов.
• Конструкции, подверженные газовой агрессии.
• Защитные покрытия опалубки для бетона.

3. Металл на открытом воздухе

• Наружные поверхности резервуаров.
• Металлоконструкции.
• Щиты звукоизоляции.

1. Высокие физико-механические показатели по адгезии, эластичности, твердости, истираемости, удару.
2. При существующей стойкости к климатическим воздействиям, влагостойкости, термостойкости, морозостойкости, стойкости к минеральным удобрениям, предполагаемый срок службы 10 лет.
3. Сравнительные испытания наших покрытий и покрытий, выполненных по технологии цинкования, показали, что срок службы наших покрытий в 10 раз больше.

Коррозия металла

Коррозия – это химическое взаимодействие металла с окружающей средой, в результате которого металл разрушается.

Для увеличения сроков эксплуатации металлических конструкций и изделий в промышленности, строительстве и других отраслях необходимо очень серьезно относиться к защите металла от коррозии.

Антикоррозионная защита – нанесение на поверхность металла различных защитных покрытий.
Это может происходить на стадии производства продукции, например: легирование металла, цинкование, никелирование, устройство порошковых покрытий термического отверждения и т.д.
Самым распространенным, доступным, экономичным методом защиты от коррозии являются лакокрасочные покрытия.

Преимущества лакокрасочных антикоррозийных покрытий:

• простая технология нанесения;
• ремонтопригодность;
• возможность устройства защитных покрытий металлоконструкций практически любых размеров и конфигураций;
• проведение работ при отрицательных температурах;
• возможность устройства защитных покрытий металлоконструкций непосредственно на объекте, «в поле»;
• экономичность;
• длительный срок службы;
• любой цвет на выбор.

Основное условие антикоррозионной защиты – сплошность покрытия.

Покрытие должно быть водо — и паронепроницаемым. В наших эмалях для металла степень перетира пигмента составляет не более 15мкм. Поэтому при средней толщине покрытий 130-150мкм, агрессивные вещества, вызывающие коррозию не будут проникать через частицы пигмента к поверхности металла.

Важнейшим условием устройства надежного и долговечного антикоррозионного покрытия для металла является качественная подготовка защищаемой поверхности. Она должна быть зачищена до «чистого металла».

Стоимость покрытий для металла.

При устройстве антикоррозионных покрытий стоимость работ обычно составляет 80-90% от стоимости покрытий. Поэтому не следует использовать очень дешевые материалы, в составе которых находятся различные наполнители, уменьшающие стоимость продукта, но значительно ухудшающие защитные свойства.
Краски и лаки по металлу, для покрытий с большим временем службы не должны стоить меньше 200р/кг Увеличение срока эксплуатации покрытия приводит к значительной экономии средств на ремонте покрытий и повторном нанесении.
Стоимость ремонта покрытий соизмерима, а может и превышать стоимость устройства покрытий, в связи с демонтажем ремонтируемого покрытия.

Выбор типа антикоррозийного покрытия и технологической схемы устройства зависят от многих факторов:

• условий окружающей среды при эксплуатации изделия (например, воздействие газовой и пылевой агрессии);
• климатических особенностей регионов, если защищаемые поверхности находятся на открытом воздухе;
• условий при подготовке поверхностей и нанесению антикоррозионных покрытий.

Нужна консультация? Звоните: (499) 703-40-37,
из России 8-800-100-50-10 (звонок бесплатный).

Защита металлов от коррозии и окисления

Тo нкие металлические или o рганические поверхностные покрытия металлических изделий, позволяющие улучшить их внешний вид, защитить от коррозии, повысить износостойкость, улучшить электрический конт a кт, облегчить пайку, изменить отражательные или поглощательные свойства в инфракрасном и видимом диапазонах спектра, а также нарастить размеры изделия. Серебро, золото, никель и хром наносятся на поверхность стали или других металлов как для улучшения внешнего вида, так и для защиты от коррозии. Кадмий и цинк используются для защиты от электрохимической коррозии; эти металлы защищают сталь за счет собственной коррозии, причем степень защиты практически пропорциональна толщине или массе покрытия. Другие металлы, используемые в качестве покрытий для стали, такие, как медь, никель, хром, олово, кобальт, серебро, золото и свинец, действуют как защитные пленки; степень защиты пропорциональна толщине лишь до тех пор, пока толщина обеспечивает непроницаемость покрытия. Толстые хромовые покрытия используются главным образом для увеличения износостойкости; кадмий и серебро применяются, когда надо обеспечить хороший электрический контакт; олово, медь, кадмий и никель — хорошие покрытия для пайки; родий, серебро и золото используются для увеличения отражательной способности поверхностей; черное оксидирование (воронение) применяется для увеличения поглощательной способности и собственного излучения поверхности; покрытия из никеля, хрома и железа позволяют наращивать размеры деталей.

К омпания Сатурн оптом и в розницу поставляет сварочные электроды сварочные полуавтоматы выпрямители и инверторы. Дилерские цены, скидки. Доставка.

Звоните тел (495) 799-59-85, 967-13-04

Для нанесения п o крытий на поверхность металлических изделий обычно используются следующие методы: нанесение органических покрытий (краски, лаки, эмали), оксидирование, химическая обработка, диффузионная металлизация, погружение в расплав, металл, напыление и электролитическое осаждение.

Масляные краски используются главным образом для наружной отделки или для защиты поверхности больших металлических конструкций; они сохнут настолько медленно, что не годятся для покрытия большинства металлических изделий. Этих недостатков лишены нитролаки, которые раньше широко применялись для покрытия металлических поверхностей, например автомобилей, из-за того, что они быстро сохнут, образуют прочную пленку, имеют высокую адгезию и низкую стоимость, однако сейчас они вытесняются синтетическими эмалями.

C уществует несколько типов широко используемых процессов оксидирования. Алюминий применяется в качестве материала анода в растворе серной или хромовой кислоты. O бразующийся при этом оксид обеспечивает хорошую защиту алюминия от коррозии, а также служит хорошей основой для нанесения органических покрытий. В некоторых случаях оксидная пленка может быть окрашена для получения необходимого цвета.

Оксидные пленки на поверхности стали получают путем термической обработки, воздействием расплавленных окислителей (нитратов) и, чаще всего, погружением в щелочные растворы, нагретые до температуры 140-155° С.

Медь и медные сплавы обрабатываются в щелочных растворах для получения пленки черной окиси меди. Красная закись образуется на меди при ее погружении в окислительный расплав. Серебро, медь и латунь «окисляют» с помощью растворов сульфидов для получения цветных и черных покрытий; эти покрытия представляют собой скорее сульфиды, чем оксиды.

Покрытия, получаемые методом химического полирования, служат для защиты от коррозии и как основа для нанесения o рганических п o крытий. Для ст a ли и цинка используется процесс фосфатирования с применением растворов, содержащих металлические фосфаты и деполяризаторы; цинк и кадмий обрабатываются в растворах хроматов для получения хромосодержащих покрытий, которые обладают высоким сопротивлением коррозии, вызываемой аэрозолями солей; магний также обрабатывается растворами хроматов для уменьшения коррозии и подготовки под окраску; буферные растворы молибдатов дают черное покрытие на цинке.

Некоторые металлы м o гут быть нанесены на поверхность изделий из других металлов простым химическим замещением из раствора. Медь из раствора медного купороса в серной кислоте может осаждаться на стали; еще лучшие результаты получаются при добавлении ингибитора для предотвращения воздействия серной кислоты на сталь. Ртуть м o жет замещаться медью и латунью из растворов цианидов и образовывать гладкие с хорошей адгезионой способностью покрытия ртути, которые используются для подготовки латуни к серебрению.

Покрытия из олова и цинка наносятся путем погружения изделий в расплавленный металл. Горячие оловянные покрытия наносятся на стальную жесть (при производстве консервных банок), чугун, ковкий чугун, медь и медные сплавы, главным образом в изделиях, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами, а также для электротехнического применения.

Правильная подготовка металлов к процессу электролитического осаждения, аналогично нанесению органических покрытий, требует удаления всех следов смазки, жира, частиц твердых загрязнений, окисной пленки и окалины для качественного нанесения покрытий.

Покрытия из медно-цинковых сплавов могут быть получены из растворов цианидов; они позволяют получить соединения, напоминающие листовую латунь. Латунные покрытия стальных и других изделий часто используются для декоративных целей.

Настоящие бронзы, т.е. медно-оловянные сплавы могут быть получены из растворов цианидов. Содержание олова в бронзовых покрытиях составляет от 5 до 10%.

А адмиевые покрытия защищают сталь от электрохимической коррозии и оказываются привлекательными в том отношении, что не образуют белых продуктов коррозии, как в случае цинковых покрытий. Детали с кадмиевым покрытием легко паяются и поэтому широко используются в электронной промышленности. Кадмий токсичен, и его не следует использовать в быту и на изделиях, которые будут контактировать с пищей.

Существуют два типа таких покрытий: тонкое (декоративное) и толстое (технологическое). Декоративное покрытие — обычно блестящий хромовый слой толщиной от 0,0005 до 0,0025 мм. Декоративное покрытие толщиной от 0,00075 до 0,0015 мм наносится для защиты от коррозии никелевой подложки. Толстое покрытие в принципе не отличается от декоративного, однако его большая толщина (от 0,025 до 0,375 мм) повышает износостойкость изделия.

Медные покрытия, которые обеспечивают защиту от коррозии, получаются из растворов нескольких типов. Например, раствор медного купороса и серной кислоты используется для электрополирования или получения толстых покрытий. Растворы цианидов служат также для нанесения покрытий на стали, цинке, свинце и других металлах.

Другие металлы, осаждаемые из растворов цианидов, — золото, серебро и цинк. Железо осаждается из растворов хлорида железа, свинец — из растворов фторобората и фторосиликата, а олово — из щелочных растворов станнатов и фторобората. Покрытия из благородных металлов, таких, как родий, платина и палладий, также могут быть получены гальваническим путем.

ООО «Сатурн» оптом и в розницу поставляет сварочные электроды сварочные полуавтоматы выпрямители и инверторы. Дилерские цены, скидки. Доставка.

История антикоррозионных защитных покрытий

В древности, едва начав использовать металлы в быту, военном деле и производстве, было отмечено, что под действием атмосферной влаги инструменты и оружие начинают постепенно ржаветь и разрушаться. В трудах греческого историка Геродота (V век до нашей эры) находятся упоминания об оловянных покрытиях, предохраняющих железо от ржавчины. Первыми попытками по замедлению коррозийных процессов кроме лужения было также обработка поверхностей маслами и жиром, а также нанесение позолоты и серебрение.

Кроме того, древние уже умели использовать для конструкций материалы, которые менее подвержены коррозии. Например, колонна индийского царя Чандрагупты II изготовлена из практически чистого железа (99,72%). Она была установлена в 415 году нашей эры, и если бы обладала большей долей примесей, то за прошедшие 1600 лет не могла бы сохраниться ни в каком виде. Сейчас же она является одной из достопримечательностей Дели.

С окончанием средневековья в Германии началось промышленное производство белой жести, для этого железные листы погружали в расплавленное олово. В XVIII веке подобное производство было налажено в Англии, еще позже – в России. Возрос спрос также на свинец, потребление которого вызывалось развитием сернокислотного производства. Так в середине XVIII века в Британии впервые была применена свинцовая обшивка для сооружения сернокислотных камер.

В 40-х годах XVIII века был построен первый цинковый завод в Бристоле (Англия). Это способствовало использованию цинка в качестве защитного покрытия для различных сталей. Хотя первые сведения о специальных цинковых покрытиях относятся ко второй половине XVIII века, промышленные масштабы процесс горячего оцинкования получил с 1836 года. Тогда было предложено перед погружением железа в жидкий цинк протравливать его в кислоте и применять в качестве флюса хлорид аммония. Кроме того, развитию процесса горячего оцинкования способствовал прогресс в области телеграфии, потребовавший огромного количества железной проволоки. С 1858 года эти технологии были внедрены и в России на Кронштадтском пароходном заводе, где оцинковывались железные детали, необходимые для постройки судов.

С развитием химии стали применяться другие вариации нанесения защитной пленки, например, оцинковка, хромирование, амальгамирование. Возросший спрос на медь и ее сплавы вызвал увеличение производства олова и цинка, входящих в состав бронз и латуней.

Технологический прогресс (строительство железных дорог, стальных судов и многое другое) вызывал необходимость выработки принципиально новых подходов к защите стальных конструкций, узлов и агрегатов. Так, в 1889 году в Париже было завершено строительство Эйфелевой башни, причем сам изобретатель рассчитывал, что она прослужит как минимум 25 лет. Исследование состояния железных конструкций, проведенное современными учеными и инженерами, показало, что металл, покрытый плотным слоем краски, до сих пор сохраняет свою прочность. Тем не менее, опасность ржавления, как дамоклов меч, висит над железными сооружениями и изделиями. По данным исследователей, только за период с 1820 по 1923 года при общем мировом производстве железа 1766 миллионов тонн почти половина (около 718 миллионов тонн) уничтожено коррозией.

Долгое время промышленники заботились не об увеличении срока службы металлического изделия, а об увеличения количества произведенного металла. Лишь в 1910 году на Всемирном геологическом конгрессе в Стокгольме была озвучена проблема истощения запасов железной руды. При том, что опасения специалистов оказались преувеличенными и до настоящего времени в мире нет проблемы недостатка сырья, эти угрозы заставили ученых искать варианты более долгой сохранности металлических конструкций.

В 1913 году на основе никель-хромового сплава была получена нержавеющая сталь. В ходе экспериментов была обнаружена способность стальных изделий с высоким содержанием хрома сопротивляться кислотной коррозии. К концу 20-х годов нержавеющая сталь была признана наиболее универсальной и практичной по сравнению со сталью, не содержащей в своем составе хрома.

В начале ХХ века антикоррозийная защита развивалась в сторону покрытий на основе алкидной смолы, льняного масла, в состав которых входил свинцовый сурик. В 40-х годах стали использовать хлоркаучук, а в 50-е – антикоррозионные пигменты на цинковой основе. Эпоха свинцово- и хромосодержащих покрытий закончилась после их исследований экологами и токсикологами. В ходе дальнейших исследований в области защиты от коррозии появлялись все новые способы обработки поверхности металлов, например, воронение и полирование.

В середине XX века были разработаны основные виды и типы лакокрасочных материалов, которые используются до сих пор, в том числе и на столь потенциально опасных объектах как атомные электростанции. Это всевозможные грунты, шпаклевки, преобразователи коррозии. Другим перспективным направлением стало использование полимерных наполнителей, которые широко используются в металлургии вообще, и в производстве труб, в частности.

Выделились два основных варианта антикоррозионной защиты – электрохимический, направленный на повышение сопротивляемости самого изделия, и механический – наружная композитная броня в виде различных покрытий и пленок. Механический метод также применяется к материалам неметаллического типа, например для защиты бетона.

В настоящее время более всего распространены лакокрасочные антикоррозионные покрытия, их применение достигает 95%. Преимущества лакокрасочных материалов заключаются в простоте нанесения, широкой цветовой гамме, практически неограниченных размерах объекта для нанесения, сравнительной дешевизне и возможности быстрого нанесения ремонтного покрытия.

Сейчас на рынке АКЗ представлено множество способов нейтрализации негативного воздействия агрессивной среды, температуры, давления, адгезии и других коррозийных факторов. Для защиты поверхностей промышленных объектов используются различные лаки и краски, эмали и полимеры. Наносятся они также различными способами от «простого» распылителя до использования специальных покрасочных камер. На сегодняшний день это – самый доступный и распространенный способ АКЗ. Используются, как правило, простейшие лакокраски: всевозможные грунтовки и эмали. Стоимость современных высококачественных красок довольно высока, причем на подготовительные работы уходит до 70 – 80% общей стоимости окраски.

Одним из направлений развития технологий производства ЛКМ стала разработка композитных материалов. Наибольшее распространение получили антикоррозийные цинконаполненные краски для технологии так называемого «холодного цинкования». Этот материал имеет существенный недостаток – сравнительно невысокую химстойкость. Вызвано это тем, что металлы являются природными восстановителями, поэтому подобные защитные покрытия сами нуждаются в дополнительной защите в агрессивных средах.

Одной из последних разработок являются защитные покрытия с наполнителями чешуйчатой формы с аморфной или микрокристаллической структурой, такими, как чешуйчатое железо, микрослюда или стекло. При всех их плюсах, массовых работ по АКЗ (например, защиту трубопроводов) с применением этих средств в силу относительной дороговизны осуществлять нецелесообразно.

Проблему цены решает разработка принципиально иного, инновационного материала, который при относительной дешевизне, обладал бы высокой химической стойкостью и таким качеством, как абразивоустойчивость. Всеми этими характеристиками обладают защитные покрытия на основе эпоксидной смолы и базальтового микропластинчатого наполнителя. По своим химико-физическим параметрам он ничем не уступает, а в большинстве случаев – превосходит свои аналоги, при этом стоит существенно дешевле. Связано это с тем, что сырье для производства одного из компонентов этого защитного покрытия – базальт – повсеместно распространено на поверхности Земли.