Методи захисту металу від корозії. Способи захисту від корозії металів. Питання: Які в мене є емальовані труби

Застосування захисту від корозії металів - актуальне питання для багатьох.

Корозія, по суті, є мимовільним процесом руйнування металів, причиною якого є несприятливий вплив навколишнього середовища, внаслідок чого відбуваються хімічні, фізико-хімічні процеси, що призводять до сумних наслідків.

Корозія, впливаючи на метал, може повністю знищити його. Тому необхідно боротися з виникає іржею.

І не тільки в момент її появи. Також важлива профілактична робота щодо попередження виникнення корозії у металів.

За своїм типом розрізняють наступні види корозії:

точкову;
суцільну;
наскрізну;
плямами або виразками;
пошарове;
підповерхневому і інші.

Виникає корозія не тільки під впливом води, але і грунту, технічного масла. Як ми бачимо, види корозії представлені широко, а от методи захисту не такі численні.

Антикорозійні способи можна згрупувати, спираючись на такі методи:

електрохімічний метод - дозволяє зменшити руйнівний процес на основі закону гальваніки;
зменшення агресивної реакції виробничого середовища;
хімічний опір металу;
захист поверхні металу від несприятливого впливу навколишнього середовища.

Захист поверхні і гальванічний метод застосовують вже в момент експлуатації металевих конструкцій і виробів.

До них належать такі способи захисту: катодний, протекторна, а також інгібіторна.

Електрохімічний захист заснована на дії електричного струму, під його постійним впливом корозія припиняється.

Впровадження інгібіторів в агресивне середовище, яка стикається з металом, дозволяє знизити швидкість корозійних процесів.

Хімічний опір і захист поверхні відносяться до плівковим способам збереження. Вони вже можуть застосовуватися як на стадії виготовлення металовиробів, так і в момент експлуатації.

Виділяють наступні способи: лудіння, оцинкування, фарбування та інше. Фарба, як захисне покриття від іржі - найпоширеніший і використовуваний метод.

Протекторна антикорозійний захист металів

Основний принцип, який визначає протекторна захист - це перенесення виникнення корозії з основною металоконструкції на замінник.

Тобто до захищається металу приєднують інший, що володіє негативним електричним потенціалом. Протектор, перебуваючи в робочому стані, руйнується і замінюється на інший.

Актуальна протекторна захист для конструкцій, які тривалий час перебувають в нейтральних середовищах: воді, землі, грунті.

Як протектора використовують цинк, магній, залізо, алюміній. Яскравий приклад, де використовується протекторна захист - це морські судна, які постійно перебувають у воді.

Інгібіторна засіб

За допомогою цього засобу знижується агресивна дія масла, кислот, інших хімічних рідин. Використовується в трубопроводах, металевих цистернах.

Представлений у вигляді засобу, який складається з борної кислоти з діетаноламіном і рослинного масла. Входить до складу дизельного палива, авіаційного гасу.

За допомогою інгібітору метали добре захищені від корозії в таких середовищах як трансформаторні масла, нафтові і містять сірководень маси.

Однак активна основа цього кошти не розчинна в середовищі мінерального масла, тим самим не захищає метал від атмосферної корозії.

Лакофарбове покриття металів

Фарба на сьогоднішній день найдоступніший і найбільш використовуваний антикорозійний матеріал.

Лакофарбове покриття створює механічний шар, який створює перешкоду для впливу агресивного середовища на металоконструкцію або виріб.

Фарба може використовуватися як до виникнення іржі, так і на етапі корозії.

У другому випадку, перед тим як нанести покриття, оброблювану поверхню потрібно підготувати: очистити виникли корозійні пошкодження, провести герметизацію тріщин, тільки після цього наноситься фарба, утворюючи захисний шар.

За допомогою цього засобу захищають водопровідні труби, металеві елементи житлових будівель - перила, перегородки.

Ще один плюс цього захисту - фарба може бути різна за колірною гамою, отже, покриття буде служити ще оформленням.

Спільне використання антикорозійних способів захисту

Різні антикорозійні методи захисту металу можуть застосовуватися спільно. Найбільш часто використовується лакофарбове покриття і протектор.

Фарба, сама по собі, досить непрактичний антикорозійний матеріал, так як механічні, водні, повітряні впливу можуть пошкодити її шар.

Протектор забезпечить додатковий захист, якщо лакофарбове покриття буде порушено.

Сучасна фарба одночасно може бути протектором або інгібітором. Протекторна захист виникає, якщо фарба в своєму складі містить порошкові метали: алюміній, цинк, магній.

Ефект інгібітора досягається, якщо фарба містить ортофосфорну кислоту.

Захист на виробництві визначає СНиП

На виробництві захист від корозії - важливий момент, так як іржа може привести не тільки до поломки, але і до катастрофи. СНиП 2.03.11 - 85 - це норма, якою повинні керуватися на підприємствах, щоб запобігти несприятливі наслідки.

Проведена лабораторна робота дозволила описати в СНиП види корозійних пошкоджень, джерела виникнення корозії, а також рекомендації щодо забезпечення нормальної експлуатації металоконструкцій.

У відповідність з БНіП використовують такі методи захисту:

просоченням (ущільнюючого типу) матеріалами з підвищеною хімічною стійкістю;
обклеюванням плівковими матеріалами;
застосуванням різноманітних лакофарбових, містичних, оксидних, металізованих покриттів.

Таким чином, СНиП дає можливість застосовувати всі методи.

Однак, в залежності від того, де знаходиться конструкція, в якому середовищі (сильноагресивному, середньо, слабкою або повністю неагресивним) СНиП конкретизує використання захисних засобів, а також обумовлює їх склад.

При цьому СНиП виділяє ще інший поділ середовищ на тверді, рідкі, газоподібні, хімічні і біологічні активні.

По суті СНиП для кожного будівельного матеріалу: алюміній, метал, сталь, залізобетон та інші, висуває свої вимоги.

У домашніх умовах до металів, на жаль, застосовні не всі способи захисту. Основним використовуваним методом залишається покриття вироби фарбою.

Решта ж способи використовується на виробництві.

опис

Корозія металу є його руйнування, як результат окислення під дією хімічних або електрохімічних процесів. Яскравими прикладом такої корозії є іржавіння. Однак різновидів корозії металів чимало.

Види корозії металу

Існує кілька класифікацій корозії металів. Так, по виду руйнувань виділяють суцільну, місцеву та точкову корозії. Перша вражає всю поверхню металу рівномірно. При місцевій корозії виділяються окремі корозійні плями. А точкова корозія вказує на початкову стадію ураження і проявляється в окремих точках руйнувань.

За характером проникнення всередину металу можна виділити межкристаллитную (інтеркрісталлітную) і транскристаллитного корозії. Перша проникає між зернами металу, вибираючи найбільш слабкі місця їх з'єднань. Друга проходить прямо через зерна металу. Обидві небезпечні тим, що швидко призводять до розтріскування металу і втрати їм міцності. При цьому поверхню виробу може залишатися незайманою.

Окремо в даній класифікації можна виділити ножевую корозію, яка зазвичай призводить до рівної тріщині, що розташовується паралельно зварювального шву. Як правило, вона виникає при використанні металевих виробів в агресивних середовищах.

За способом взаємодії металу із середовищем прийнято виділяти хімічну та електрохімічну корозію. металу. При хімічній атоми металу зв'язуються з атомами діючих на нього окислювачів, що входять до складу середовища. Як правило, це відбувається при взаємодії з середовищем, що не є провідником електрики. При електрохімічної корозії катіони кристалічної решітки металу зв'язуються з іншими складовими корозійного середовища. При цьому сам окислювач роздобувати вивільнені електрони. Подібний тип корозії характерний для взаємодії металів з розчинами або розплавами електролітів.

Можна виділити види корозії металу за типом середовища, що впливає на нього. Так, виділяють газову, атмосферну, рідинну і підземну корозії. Однак найчастіше мова йде про змішаних типах корозії, коли на метал впливає відразу кілька середовищ.

Методи захисту металів від корозії

Існує кілька основних методів захисту металу від корозії:
- збільшення хімічного складу металу з метою підвищення його антикорозійних характеристик;
- ізоляція поверхні металу антикорозійними матеріалами;
- зниження агресивності середовища, в якій виробляються і експлуатуються металеві вироби;
- накладення зовнішнього струму, що забезпечує електрохімічний захист від корозії.
Таким чином, можна захистити металеві вироби від корозії до початку їх експлуатації або під час неї.

Ми давно займаємося проблемою захисту металу від корозії і можемо запропонувати найкращі варіанти. Найпростіший з них і широко застосовуваний нами - це використання спеціальних металевих захисних покриттів. Так, застосування анодних покриттів збільшує до максимуму негативних електрохімічний потенціал металу, виключаючи можливість його корозії. Катодне покриття має менш виражену дію і вимагає нанесення більш товстого шару, але при цьому воно значно збільшує твердість і зносостійкість вироби.

Якщо розглядати види покриття з точки зору їх отримання, то можна виділити хімічне і електролітичне осадження, гаряче і холодне нанесення, металеве напилення, плакірованіе і термодіффузіонного обробку.

Одним з найпопулярніших способів захисту металу від корозії є нанесення неметалевих складів. Це може бути пластик, кераміка, каучук, бітум, поліуретан, лакофарбові склади і багато іншого. Причому останні є найбільш широкий асортимент і можуть застосовуватися в залежності від умов середовища, в яких буде використовуватися виріб. Так виділяють лакофарбові покриття, стійкі до дій води, атмосфери, хімічних розчинів і т. Д.

Для пом'якшення дії корозійного середовища можна ввести в неї невелика кількість інгібіторів, які призводять до нейтралізації або знекиснення середовища і утворюють адсорбційну плівку, що захищає поверхню металу. При цьому плівка може в деякій мірі змінити електрохімічні показники металів.

Електрохімічний корозійний захист металів полягає в катодного або анодному поляризації (зовнішньому впливі струму). Це також можливо здійснити шляхом приєднання до металевого виробу протекторів, що уповільнюють корозію.

У сучасному виробництві велике значення приділяється розробці стійких до корозії металевих сплавів. Наприклад, корозійна стійкість значно підвищується при додаванні в залізний сплав хрому і нікелю. Магнієві сплави з цією ж метою легується марганцем, а нікелеві - міддю.

Проблемі захисту металевої продукції від корозії наша компанія «Черметком» приділяє велику увагу, завдаючи спеціальні покриття, виробляючи обробку виробів з металу електричним струмом або виконуючи протекторний захист. У нас ви також можете придбати вироби, створені з стійких до корозії сплавів. Причому метал і продукцію з нього можна купити на наших складах в Москві або замовити їх виготовлення за індивідуальним проектом.

додатково

Додаткова вкладка, для розміщення інформації про магазин, доставці або будь-якого іншого важливого контенту. Допоможе вам відповісти на питання, що цікавлять покупця питання і розвіяти його сумніви в покупці. Використовуйте її на свій розсуд.

Ви можете прибрати її або повернути назад, змінивши одну галочку в налаштуваннях компонента. Дуже зручно.

Антикорозійний захист потрібно будь-яким інструментальним і конструкційних виробів, виготовленим з металу, так як в тій чи іншій мірі всі вони відчувають на собі негативний корозійне вплив середовища, що оточує нас.

1

Під корозією розуміють руйнування поверхневих шарів конструкцій зі сталі і чавуну в результаті електрохімічного і хімічного впливу. Вона просто-напросто псує метал, роз'їдає його, роблячи тим самим непридатним для подальшої експлуатації.

Фахівці довели, що кожен рік приблизно 10 відсотків від усього видобутого металу на Землі витрачається на покриття втрат (зверніть увагу - вони вважаються безповоротними) від корозії, яка веде до розпорошення металу, а також до виходу з ладу і псування металевих виробів.

Сталеві і чавунні конструкції на перших етапах впливу корозії знижують свою герметичність, міцність, електро- і теплопровідність, пластичність, відбивний потенціал і ряд інших важливих характеристик. Згодом конструкції стають і зовсім непридатними для експлуатації.

Крім того, корозійні явища - причина виробничих і побутових аварій, а іноді і справжніх екологічних катастроф. З проіржавілих і дірявих трубопроводів для нафти і газу в будь-який момент може хлинути потік небезпечних для життя людини і для природи сполук. З огляду на все вищесказане, будь-хто може зрозуміти те, наскільки важлива якісна і ефективна захист від корозії з застосуванням традиційних і новітніх засобів і методів.

Повністю уникнути корозії, коли мова йде про сталевих сплавах і металах, неможливо. А ось затримати і знизити негативні наслідки іржавіння цілком реально. Для цих цілей нині існує безліч антикорозійних засобів і технологій.

Всі сучасні методи боротьби з корозією можна розділити на кілька груп:

застосування електрохімічних способів захисту виробів;
використання захисних покриттів;
проектування і випуск інноваційних, високостійких до процесів іржавіння конструкційних матеріалів;
введення в корозійну середу з'єднань, здатних зменшити корозійну активність;
раціональне будівництво та експлуатація деталей і споруд з металів.

2

Щоб захисне покриття справлялося з завданнями, які покладаються на нього, воно повинно мати цілу низку особливих якостей:

бути зносостійким і максимально твердим;
характеризуватися високим показником міцності зчеплення з поверхнею оброблюваного вироби (тобто мати підвищену адгезію);
мати таку величину теплового розширення, яка б незначно відрізнялася від розширення захищається;
бути максимально недоступним для шкідливих факторів навколишнього середовища.

Також покриття повинне наноситися на всю конструкцію якомога більш рівномірно і суцільним шаром.

Всі використовувані в наші дні захисні покриття ділять на:

металеві та неметалеві;
органічні і неорганічні.

3

Найпоширенішим і порівняно нескладним варіантом захисту металів від іржавіння, відомим вже дуже давно, визнається використання лакофарбових складів. Антикорозійна обробка матеріалів такими сполуками характеризується не тільки простотою і дешевизною, але ще і наступними позитивними властивостями:

можливістю нанесення покриттів різних колірних відтінків - що і елегантний вигляд конструкцій надає, і надійно захищає їх від іржі;
елементарністю відновлення захисного шару в разі його пошкодження.

На жаль, лакофарбові склади мають зовсім невеликий коефіцієнт термічної стійкості, малу стійкість у воді і відносно низьку механічну міцність. З цієї причини у відповідності з існуючими СНиП їх рекомендовано застосовувати в тих випадках, коли на вироби діє корозія зі швидкістю не більше 0,05 міліметрів на рік, а запланований термін їх експлуатації не перевищує десяти років.

До складових сучасних лакофарбових складів відносять такі елементи:

фарби: суспензії пігментів з мінеральної структурою;
лаки: розчини (колоїдні) смол і масел в розчинниках органічного походження (захист від корозії при їх застосуванні досягається після полімеризації смоли або масла або їх випаровування під впливом додаткового каталізатора, а також при нагріванні);
штучні і природні сполуки, які називаються пленкообразователями (наприклад, оліфа - самий, мабуть, популярний неметаллический "захисник" чавуну і сталі);
емалі: лакові розчини з комплексом підібраних пігментів в подрібненому вигляді;
смягчители і різноманітні пластифікатори: адипінова кислота у вигляді ефірів, дібутілфтолат, касторове масло, трикрезилфосфат, каучук, інші елементи, які збільшують еластичність захисного шару;
етилацетат, толуол, бензин, спирт, ксилол, ацетон і інші (дані компоненти потрібні для того, щоб лакофарбові склади без проблем наносилися на оброблювану поверхню);
інертні наповнювачі: найдрібніші частинки азбесту, тальк, крейда, каолін (вони роблять антикорозійні можливості плівок більш високими, а також зменшують витрати інших складових лакофарбових покриттів);
пігменти і фарби;
каталізатори (на мові професіоналів - сикативи): необхідні для швидкого висихання захисних складів кобальтові та магнієві солі жирних органічних кислот.

Лакофарбові сполуки вибирають з урахуванням того, в яких умовах експлуатується оброблюваний виріб. Склади на базі епоксидних елементів рекомендовані для використання в атмосферах, де постійно присутні випаровування хлороформу, двовалентного хлору, а також для обробки конструкцій, які перебувають в різних кислотах (азотна, фосфорна, соляна і т. П.).

До кислот також стійкі і лакофарбові склади з поліхровінілом. Вони, крім того, застосовуються для запобігання металу від впливу масел і лугів. А ось для захисту конструкцій від газів частіше застосовуються склади на базі полімерів (епоксидних, фторорганічних та інших).

Дуже важливо при підборі захисного шару враховувати вимоги російських СНиП для різних галузей промисловості. У таких саннормам чітко вказується, які склади і методи захисту від корозії можна використовувати, а від яких краще відмовитися. Наприклад, в СНиП 3.04.03-85 викладені рекомендації щодо захисту різних будівельних споруд:

магістральних газо- і нафтопроводів;
обсадних труб зі сталі;
тепломагістралей;
залізобетонних і сталевих конструкцій.

4

На металевих виробах цілком можна формувати за допомогою електрохімічної або хімічної обробки спеціальні плівки для захисту їх від іржавіння. Найчастіше створюються фосфатні і оксидні плівки (знову-таки, обов'язково приймаються до уваги положення СНиП, так як механізми захисту таких з'єднань різні для різних виробів).

Фосфатні плівки підходять для антикорозійного захисту кольорових і чорних металів. Суть такого процесу полягає в зануренні виробів у нагрітий до певної температури (в районі 97 градусів) розчин цинку, заліза або марганцю з кислими фосфорними солями. Що виходять при цьому плівка ідеальна для нанесення на неї лакофарбового складу.

Зауважимо, що фосфатний шар сам по собі не відрізняється тривалим терміном застосування. Він малоеластічни і зовсім неміцний. Використовується фосфатирование для захисту деталей, які працюють при високих температурах або в солоній воді (наприклад, в морській).

Також обмежено використовуються і оксидні захисні плівки. Отримують їх при обробці металів в розчинах лугів під дією струму. Відомим розчином для оксидування є їдкий натр (чотиривідсотковий). Операцію отримання оксидного шару нерідко називають воронінням, так як на поверхні мало- і високовуглецевих сталей плівка характеризується красивим чорним кольором.

Оксидування проводиться в ситуаціях, коли початкові геометричні параметри потрібно зберегти в незмінному вигляді. Оксидний шар зазвичай наносять на точні прилади, стрілецьке озброєння. Товщина такої плівки в більшості випадків не перевищує півтора мікрон.

Інші способи захисту від корозії з застосуванням неорганічних покриттів:

5

Якщо вироби з металу піддати поляризації, швидкість іржавіння, обумовленого електрохімічними факторами, можна істотно зменшити. Електрохімічний антикорозійний захист буває двох видів:

анодної;
катодного.

Анодна технологія підходить для матеріалів з:

сплавів (високолегованих) на базі заліза;
з малим рівнем легування;
вуглецевих сталей.

Суть методики анодної захисту проста: металевий виріб, якому потрібно надати антикорозійні властивості, підключається до катодного протектору або до "плюса" джерела (зовнішнього) струму. Дана процедура забезпечує зменшення швидкості іржавіння в кілька тисяч разів. В якості катодного протектора можуть виступати елементи і з'єднання з високим позитивним потенціалом (свинець, платина, діоксид свинцю, платинована латунь, тантал, магнетит, вуглець і інші).

Анодна антикорозійний захист буде результативною тільки в тому випадку, якщо апарат для обробки конструкцій відповідає далі зазначеним запитам:

на ньому немає заклепок;
зварювання всіх елементів виконана максимально якісно;
пассивирование металу виконується в технологічному середовищі;
число зазорів і щілин мінімально (або ж вони відсутні).

Описаний вид електрохімічного захисту небезпечний через ризик активного анодного розчинення конструкцій під час припинення подачі струму. У зв'язку з цим він здійснюється тільки тоді, коли є спеціальна система контролю виконання всіх передбачених технологічною схемою операцій.

Більш поширеною і менш небезпечною вважається катодний захист, яка годиться для металів, які не мають схильності до пасивації. Подібний метод передбачає під'єднання конструкції до електродному негативного потенціалу або до "мінуса" джерела струму. Катодний захист використовується для наступних видів обладнання:

ємності і апарати (їх внутрішні частини), що експлуатуються на хімічних підприємствах;
бурові установки, кабелі, трубопроводи та інші підземні споруди;
елементи берегових конструкцій, які стикаються з солоною водою;
механізми, виготовлені з, високохромистих і мідних сплавів.

Анодом в даному випадку виступає вугілля, чавун, металобрухт, графіт, сталь.

6

На виробничих підприємствах з корозією можна з успіхом справлятися за допомогою модифікації складу агресивної атмосфери, в якій працюють металеві деталі і конструкції. Існує два варіанти зниження агресивності середовища:

введення в неї інгібіторів (сповільнювачів) корозії;
видалення із середовища тих з'єднань, які є причиною виникнення корозії.

Інгібітори, як правило, використовуються в системах охолодження, цистернах, ваннах для виконання травильних операцій, різних резервуарах та інших системах, в яких корозійне середовище має приблизно постійний обсяг. Сповільнювачі поділяють на:

органічні, неорганічні, летючі;
анодні, катодні, змішані;
що працюють в лужному, кислої, нейтральному середовищі.

Нижче вказані найвідоміші і часто використовувані інгібітори корозії, які відповідають вимогам СНиП для різних виробничих об'єктів:

бікарбонат кальцію;
борати і поліфосфати;
біхромати і хромати;
нітрити;
органічні сповільнювачі (багатоосновні спирти, Меркаптани, аміни, аміноспірти, амінокислоти з полікарбоксільнимі властивостями, летючі склади "ІФХАН-8А", "ВНХ-Л-20", "НДА").

А ось зменшити агресивність корозійної атмосфери можна такими методами:

вакуумированием;
нейтралізацією кислот за допомогою їдкого натру або вапна (гашеного);
деаерацією з метою видалення з кисню.

Як бачимо, на сьогоднішній день існує чимало способів захисту металевих конструкцій та виробів. Важливо лише грамотно підібрати оптимальний для кожного конкретного випадку варіант, і тоді деталі і споруди зі сталі і чавуну будуть служити дуже і дуже довго.

7

Ми хочемо дуже коротко розглянути дані СНиП, що описують вимоги до захисту від іржі будівельних (алюмінієвих, металевих, сталевих, залізобетонних та інших) конструкцій. У них даються рекомендації по використанню різних методів антикорозійного захисту.

СНиП 2.03.11 передбачають захист поверхонь будівельних конструкцій наступними способами:

просоченням (ущільнюючого типу) матеріалами з підвищеною хімічною стійкістю;
обклеюванням плівковими матеріалами;
застосуванням різноманітних лакофарбових, містичних, оксидних, металізованих покриттів.

По суті, дані СНиП дозволяють використовувати всі описані нами способи захисту металів від іржавіння. При цьому правила обумовлюють склад конкретних захисних засобів залежно від того, в якому середовищі розташовується будівельне споруда. З цієї точки зору середовища можу бути: середньо-, слабо- і сільноагрессівних, а також повністю неагресивними. Також в СНиП застосовується розподіл середовищ на біологічно і хімічно активні, на тверді, рідкі та газоподібні.

Основною умовою протикорозійного захисту металів і сплавів є зменшення швидкості корозії. Зменшити швидкість корозії можна, використовуючи різні методи захисту металевих конструкцій від корозії. Основними з них є:

1 Захисні покриття.

2 Обробка корозійного середовища з метою зниження корозійної активності (особливо при постійних обсягах корозійних середовищ).

3 Електрохімічний захист.

4 Розробка і виробництво нових конструкційних матеріалів підвищеної корозійної стійкості.

5 Перехід в ряді конструкцій від металевих до хімічно стійким матеріалами (пластичні високомолекулярні матеріали, скло, кераміка та ін.).

6 Раціональне конструювання і експлуатація металевих споруд і деталей.

1. Захисні покриття

Захисне покриття повинне бути суцільним, рівномірно розподіленим по всій поверхні, непроникним для навколишнього середовища, мати високу адгезію (міцність зчеплення) до металу, бути твердим і зносостійким. Коефіцієнт теплового розширення повинен бути близьким до коефіцієнта теплового розширення металу захищається вироби.

Класифікація захисних покриттів представлена \u200b\u200bна рис. 43

захисні покриття

Неметалеві Металеві покриття для підлоги

НеорганіческіеОрганіческіеКатодниеАнодние

Малюнок 43 - Схема класифікації захисних покриттів

1.1 Металеві покриття

Нанесення захисних металевих покриттів - один з найпоширеніших методів боротьби з корозією. Ці покриття не тільки захищають від корозії, але і надають їх поверхні ряд цінних фізико-механічних властивостей: твердість, зносостійкість, електропровідність, паяемости, відбивну здатність, забезпечують виробам декоративне оздоблення і т.д.

За способом захисної дії металеві покриття ділять на катодні і анодні.

Катодні покриття мають більш позитивний, а анодні - більше електронегативний електродні потенціали в порівнянні з потенціалом металу, на який вони нанесені. Так, наприклад, мідь, нікель, срібло, золото, обложені на сталь, є катодними покриттями, а цинк і кадмій по відношенню до цієї ж стали - анодними покриттями.

Необхідно відзначити, що вид покриття залежить не тільки від природи металів, але і від складу корозійного середовища. Олово по відношенню до заліза в розчинах неорганічних кислот і солей грає роль катодного покриття, а в ряді органічних кислот (харчових консервах) служить анодом. У звичайних умовах катодні покриття захищають метал вироби механічно, ізолюючи його від навколишнього середовища. Основна вимога до катодних покриттях - безпористого. В іншому випадку при зануренні виробу в електроліт або при конденсації на його поверхні тонкої плівки вологи оголені (в порах або тріщинах) ділянки основного металу стають анодами, а поверхня покриття катодом. У місцях несплошностей почнеться корозія основного металу, яка може поширюватися під покриття (рис. 44 а).

Малюнок 11 Схема корозії заліза з пористим катодних (а) і анодним (б) покриттям

Анодні покриття захищають метал вироби не тільки механічно, але головним чином електрохімічних. У утворився гальванічному елементі метал покриття стає анодом і піддається корозії, а оголені (в порах) ділянки основного металу виконують роль катодів і не руйнуються, поки зберігається електричний контакт покриття з захищається металом і через систему проходить достатній струм (рис.4 б). Тому ступінь пористості анодних покриттів на відміну від катодних не відіграє суттєвої ролі.

В окремих випадках електрохімічний захист може мати місце при нанесенні катодних покриттів. Це відбувається, якщо метал покриття по відношенню до виробу є ефективним катодом, а основний метал схильний до пасивації. Виникає анодная поляризація пасивує незахищені (в порах) ділянки основного металу і ускладнює їх руйнування. Такий вид анодної електрохімічного захисту проявляється для мідних покриттів на сталях 12Х13 і 12Х18Н9Т в розчинах сірчаної кислоти.

Основний метод нанесення захисних металевих покриттів - гальванічний. Застосовують також Термодифузійний і механотерміческій методи, металлизацию розпиленням і зануренням в расплав.Разберем кожен з методів більш докладно.

1.2 гальванічних покриттів.

Гальванічний метод осадження захисних металевих покриттів отримав дуже широке поширення в промисловості. У порівнянні з іншими способами нанесення металопокриття він має ряд серйозних переваг: високу економічність (захист металу від корозії досягається дуже тонкими покриттями), можливість отримання покриттів одного і того ж металу з різними механічними властивостями, легку керованість процесу (регулювання товщини і властивостей металевих опадів шляхом зміни складу електроліту і режиму електролізу), можливість отримання сплавів різноманітного складу без застосування високих температур, хороше зчеплення з основним металом і ін.

Недолік гальванічного методу - нерівномірність товщини покриття на виробах складного профілю.

Електрохімічне осадження металів проводять в гальванічної ванній постійного струму (рис 45). Покривається металом виріб завішують на катод. Як анодів використовують пластини з осідає, металу (розчинні аноди) або з матеріалу, нерозчинного в електроліті (нерозчинні аноди).

Обов'язковий компонент електроліту - іон металу, осаждающийся на катоді. До складу електроліту можуть також входити речовини, що підвищують його електропровідність, що регулюють протікання анодного процесу, що забезпечують сталість рН, поверхнево-активні речовини, що підвищують поляризацію катодного процесу, блескообразующие і вирівнюють добавки та ін.

Малюнок 5 Гальванічна ванна для електролітичного покриття металів:

1 - корпус; 2 - вентиляційний кожух; 3 - змійовик для обігріву; 4 - ізолятори; 5 - анодні штанги; 6 - катодні штанги; 7 - барботер для перемішування стиснутим повітрям

Залежно від того, в якому вигляді іон розряджаються металу знаходиться в розчині, все електроліти діляться на комплексні і прості. Розряд комплексних іонів на катоді відбувається при більш високому перенапруженні, ніж розряд простих іонів. Тому опади, отримані з комплексних електролітів, більш дрібнозернистий і рівномірні по товщині. Однак у цих електролітів нижче вихід металу по струму і більш низькі робочі щільності струму, тобто по продуктивності вони поступаються простим електролітів, в яких іон металу знаходиться у вигляді простих гідратованих іонів.

Розподіл струму по поверхні виробу в гальванічної ванній ніколи не буває рівномірним. Це призводить до різної швидкості осадження, а отже, і товщині покриття на окремих ділянках катода. Особливо сильний розкид по товщині спостерігається на виробах складного профілю, що негативно позначається на захисні властивості покриття. Рівномірність товщини осаждаемого покриття поліпшується зі збільшенням електропровідності електроліту, зростанням поляризації з ростом щільності струму, зменшенням виходу металу по струму при підвищенні щільності струму, збільшенні відстані між катодом і анодом.

Здатність гальванічної ванни давати рівномірні по товщині покриття на рельєфній поверхні називається розсіює здатністю. Найбільшою розсіює здатністю володіють комплексні електроліти.

Для захисту виробів від корозії використовують гальванічне осадження багатьох металів: цинку, кадмію, нікелю, хрому, олова, свинцю, золота, срібла та ін. Застосовують також електролітичні сплави, наприклад Cu - Zn, Cu - Sn, Sn - Bi і багатошарові покриття.

Найбільш ефективно (електрохімічних і механічно) захищають чорні метали від корозії анодні покриття цинком і кадмієм.

Цинкові покриття застосовуються для захисту від корозії деталей машин, трубопроводів, сталевих листів. Цинк - дешевий і доступний метал. Він захищає основний виріб механічним і електрохімічним способами, так як при наявності пір або оголених місць відбувається руйнування цинку, а сталева основі не кородує.

Покриття з цинку займають домінуюче становище. За допомогою цинку захищають від корозії приблизно 20% всіх сталевих деталей, і близько 50% виробленого в світі цинку витрачається на гальванічні покриття.

В останні роки отримали розвиток роботи зі створення захисних гальванічних покриттів із сплавів на основі цинку: Zn - Ni (8 - 12% Ni), Zn - Fe, Zn - Co (0,6 - 0,8% Co). При цьому вдається підвищити корозійну стійкість покриття в 2-3 рази.

Розвиток сталеливарної промисловості нерозривно пов'язане з пошуком способів і засобів, що запобігають руйнування металевих виробів. Захист від корозії, розробка нових методик - це безперервний процес в технологічному ланцюжку виробництва металу, виробів з нього. Залізовмісні вироби приходять в непридатність під впливом різних фізико-хімічних зовнішніх факторів середовища. Ці наслідки ми бачимо у вигляді гідратованих залишків заліза, тобто іржі.

Способи захисту металів від корозії підбираються залежно від умов експлуатації виробів. Тому виділяється:

Корозія, пов'язана з атмосферними явищами. Це руйнівний процес кисневої або водневої деполяризації металу. Що призводить до руйнування кристалічної молекулярної решітки під впливом вологого середовища повітря і інших агресивних чинників і домішок (температура, наявність хімічних домішок і т.д.).
Корозія в воді, в першу чергу морської. У ній процес проходить швидше через вміст солей і мікроорганізмів.
Процеси руйнування, які відбуваються в грунті. Ґрунтова корозія - досить складна форма пошкодження металу. Багато що залежить від складу грунту, вологості, прогріву і інших чинників. До того ж вироби, наприклад, трубопроводи, зариті глибоко в землі, що ускладнює діагностику. А корозія вражає часто окремі долі точково або у вигляді виразкових жив.

Види захисту від корозії підбираються індивідуально, відштовхуються від того, в якому середовищі буде знаходитися захищається металевий виріб.

Характерні типи ураження іржею

Способи захисту стали і сплавів залежать не тільки від виду корозії, але і від типу руйнування:

Іржа покриває поверхню виробу суцільним шаром або окремими ділянками.
Виступає у вигляді плям і точково проникає вглиб деталі.
Руйнує металеву молекулярну решітку у вигляді глибокої тріщини.
У сталевому виробі, що складається зі сплавів, відбувається руйнування одного з металів.
Більш глибоке велике іржавіння, коли не тільки поступово порушується поверхню, але і відбувається проникнення в глибокі шари конструкції.

Стаття по темі: Як запобігти появі іржі на металі?

Типи ураження можуть бути комбіновані. Іноді їх важко визначити відразу, особливо коли відбувається точковий руйнування стали. Методи захисту від корозії включають в себе спеціальну діагностику для визначення ступеня пошкоджень.

Виділяють хімічну корозію без виникнення електричних струмів. При зіткненні з нафтопродуктами, спиртовими розчинами і іншими агресивними інгредієнтами відбувається хімічна реакція, що супроводжується газовими виділеннями і високою температурою.

Електрохімічна корозія - це коли металева поверхня контактує з електролітом, зокрема з водою з навколишнього середовища. В цьому випадку відбувається дифузія металів. Під впливом електроліту виникає електричний струм, відбувається заміщення і рух електронів металів, які входять в сплав. Структура руйнується, утворюється іржа.

Виплавка сталі і її корозійний захист - це дві сторони однієї медалі. Корозія завдає величезної шкоди промисловим і господарських будівель. У випадках з масштабними технічними спорудами, наприклад, мостами, опорами електропередач, загороджувальними спорудами, може спровокувати і техногенні катастрофи.

Корозія металу і способи захисту від неї

Як захистити метал? Корозія металів і способи захисту від неї існує багато. Щоб уберегти метал від іржі, використовують промислові методи. У побутових умовах застосовуються різні силіконові емалі, лаки, фарби, полімерні матеріали.

промислові

Захист заліза від корозії можна поділити на кілька основних напрямків. Способи захисту від корозії:

Пассивация. При отриманні стали додають інші метали (хром, нікель, молібден, ніобій і інші). Вони відрізняються підвищеними якісними характеристиками, тугоплавкостью, стійкістю до агресивних середовищ і т.д. В результаті утворюється оксидна плівка. Такі види стали називають легованими.

Покриття поверхні іншими металами. Методи захисту металів від корозії використовуються різні: гальваніка, занурення в розплавлений склад, нанесення на поверхню за допомогою спеціального обладнання. В результаті утворюється металева захисна плівка. Найчастіше застосовуються для цих цілей хром, нікель, кобальт, алюміній та інші. Використовують і сплави (бронзу, латунь).

Використання металевих анодів, протекторів, частіше з магнієвих сплавів, цинку або алюмінію. В результаті зіткненням з електролітом (водою), починається електрохімічна реакція. Протектор руйнується і утворює на поверхні стали захисну плівку. Ця методика добре зарекомендувала себе для підводних деталей судів і бурових установок в море.

Стаття по темі: Способи боротьби з корозією алюмінію

Інгібітори кислотного травлення. Використання речовин, які знижують рівень впливу навколишнього середовища на метал. Вони застосовуються для консервації, зберігання виробів. А також в нафтопереробній промисловості.

Корозія і захист металів, біметали (плакування). Це покриття стали шаром іншого металу або композитним складом. Під впливом тиску і високих температур відбувається дифузія і склеювання поверхонь. Наприклад, всім відомі радіатори опалення з біметалу.

Корозія металу і способи захисту від неї, що застосовуються в промисловому виробництві, досить різноманітні, це хімічний захист, покриття стеклоемалью, емальовані вироби. Сталь загартовують при високих, понад 1000 градусів, температурах.

На відео: цинкування металу як захист проти корозії.

Побутові

Захист металів від корозії в домашніх умовах - це, в першу чергу, хімія для виробництва лакофарбових матеріалів. Захисні властивості складів досягаються шляхом комбінування різних компонентів: силіконових смол, полімерних матеріалів, інгібіторів, металевої пудри і стружки.

Оберігаючи поверхню від іржі, необхідно перед фарбуванням, особливо старих конструкцій, використовувати спеціальні грунтовки або перетворювач іржі.

Які види перетворювачів бувають:

Грунтуючі засоби - забезпечують адгезію, схвативаемость з металом, вирівнюють поверхню перед фарбуванням. Велика частина з них містить інгібітори, які значно уповільнюють процес корозії. Попереднє нанесення грунтуючого шару дозволяє значно заощадити фарбу.
Хімічні сполуки - перетворюють окис заліза в інші сполуки. Вони не схильні до іржавіння. Їх називають стабілізаторами.
Склади, які перетворять іржу в солі.
Смоли та олії, що зв'язують і ущільнюють іржу, таким чином нейтралізуючи її.

До складу цих засобів входять компоненти, які максимально уповільнюють процес утворення іржі. Перетворювачі включені в лінійку товарів виробників, що випускають фарби по металу. За своєю консистенцією вони бувають різні.

Краще вибирати грунтовку і фарбу однієї фірми, щоб вони підходили за хімічним складом. Попередньо необхідно визначитися, які способи ви виберете для нанесення складу.

Захисні фарби по металу

Фарби по металу підрозділяються на термостійкі, які можна експлуатувати при високих температурах, і для звичайного температурного режиму до вісімдесяти градусів. Використовують такі основні види фарб по металу: алкідні, акрилові, епоксидні фарби. Існують спеціальні антикорозійні фарби. Вони дво- або трикомпонентні. Їх змішують безпосередньо перед вживанням.