Защита поверхности от коррозии: Способы защиты металлов от коррозии

Способы защиты металлов от коррозии

Железо и сплавы на его основе подвержены коррозии – разрушению, которое происходит вследствие химического или электрохимического взаимодействия компонентов металлов и сплавов с различными веществами окружающей среды. В результате этих окислительно-восстановительных реакций металлы связываются в оксиды, что приводит к потере их эксплуатационных свойств. Первые проявления разрушительного процесса – образование на поверхности пятен рыжего цвета. Своевременные меры по предотвращению коррозии обеспечивают значительное продление срока службы металлических изделий и конструкций.

Виды коррозии металлов


Коррозионные процессы различаются по характеру разрушения, механизму протекания процесса, типу агрессивной среды, вызывающей коррозию.

Характер разрушения


По этому признаку выделяют следующие типы коррозии:

  • Сплошная – равномерная или неравномерная. Затрагивает равномерно всю поверхность металлоизделия или конструкции.

  • Местная. Поражаются отельные участки поверхности.

  • Питтинг-коррозия (точечная). Поражения – отдельные, глубокие или сквозные.

  • Межкристаллитная. Разрушающиеся области располагаются вдоль границ зерен.

Механизм протекания коррозии


Основные типы коррозии – химическая и электрохимическая. Химические коррозионные процессы протекают в результате химреакций, при которых разрушаются металлические связи, а образуются новые – между атомами металла и окислителя. Химическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов со средами, не проводящими электрический ток. Она может быть жидкостной и газовой.

  • Газовая коррозия протекает в агрессивных газовых и паровых средах при отсутствии сконденсированной влаги на поверхности металлоизделия или металлоконструкции. Она может стать причиной полного разрушения железа и сплавов на его основе. На поверхности алюминия и алюминиевых сплавов в газовых средах образуется защитная пленка, защищающая их от коррозии. Примеры газов, которые становятся причиной возникновения химических коррозионных процессов: кислород, диоксид серы, сероводород.

  • Жидкостная коррозия протекает при контакте металлической поверхности с жидкими неэлектролитами – нефтью и нефтепродуктами. При наличии даже небольшого количества воды этот химический процесс легко превращается в электрохимический.


Электрохимическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов с жидкостями-электролитами вследствие протекания двух взаимосвязанных процессов:

  • анодный – ионы металла переходят в раствор электролита;

  • катодный – электроны, которые образовались на стадии анодного этапа, связываются частицами окислителя.


В зависимости от среды, в которой протекают электрохимические коррозионные процессы, различают следующие типы коррозии:

  • Атмосферная. Самая распространенная. Протекает в условиях атмосферы или другого влажного газа.

  • В растворах электролитов – кислотах, щелочах, солях, обычной воде.

  • Почвенная. Скорость процесса зависит от состава грунта. Наименее агрессивны песчаные почвы, наиболее – кислые почвы.

  • Аэрационная. Ее вызывает неравномерный доступ воздушной среды к разным частям изделий и конструкций.

  • Биологическая. Ее провоцируют микроорганизмы, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают углекислый газ, сероводород и другие газы, вызывающие коррозионные процессы.

  • Электрическая. Возникает из-за блуждающих токов, которые появляются при эксплуатации электротранспорта.


Общий вывод! Коррозионные процессы активнее всего развиваются на поверхностях, удобных для отложения пыли, осадков, плохо обдуваемых воздушными струями. Поэтому они подвержены застою воздуха, накоплению и длительному сохранению на поверхности влаги.

Способы защиты металла от коррозии


На стадии производства стали в ее состав могут вводиться легирующие добавки, которые предотвращают появление очагов всех (или некоторых) видов коррозии. Таким элементом является, хром, которого должно быть не менее 13 % от общего количества всех компонентов. Для предотвращения возникновения и развития коррозии в сталях без легирующих добавок используют следующие методы антикоррозионной защиты – конструктивные, пассивные, активные.

Конструктивные


Заключаются в защите поверхности металла с помощью нетонкослойных покрытий – панелей, резиновых прокладок, заслонов. Эти способы имеют мало преимуществ: их сложно, а иногда невозможно реализовать, материалы для конструктивной защиты стоят дорого и после монтажа занимают много места. Их применяют нечасто и только в местах, где они скрыты от глаз.

Пассивные


На металлическое изделие наносится тонкослойное покрытие, которое выполняет чисто барьерные характеристики, то есть процесс защиты заключается в предотвращении контакта металла с наружной средой. Для пассивного способа защиты используют неметаллические покрытия – грунтовки, лаки, краски, эмали. После высыхания они образуют прочную и твердую пленку, имеющую хорошее сцепление с основанием.


Преимущества пассивного способа: невысокая цена и удобное нанесение покрытий, большой ассортимент составов разных цветов и характеристик, создание надежного барьера между металлом и окружающей средой. Недостатки: невысокая устойчивость к механическим повреждениям, необходимость периодически обновлять барьерный слой.

Активные (электрохимические)


Самый распространенный способ создания активной защиты для стальной поверхности – цинкование (горячее, термодиффузионное, гальваническое, холодное). Первые три технологии осуществимы только в производственных условиях. Чаще всего используется горячее цинкование. Стальной листовой прокат цинкуют на непрерывных линиях. Преимущества такого процесса: возможность получать цинковый слой достаточной толщины, высокие автоматизация и производительность процесса. В бытовых условиях применяют только холодное цинкование – нанесение на стальную поверхность цинкнаполненного материала. Обычно холодное цинкование применяют для локального восстановления цинкового покрытия.


Принцип активного защитного действия цинка заключается в том, что он обладает меньшей скоростью коррозии в данной среде, что позволяет ему обеспечить электрохимическую катодную защиту стальной основы. При нанесении на сталь цинкового покрытия цинк с железом образуют гальваническую пару, в которой цинк является более активным металлом. При контакте с влагой и другими коррозионноопасными средами цинк-анод отдает электроны, которые принимает железо-катод, что позволяет ему сохранять свои технические характеристики. Защитный процесс длится до полного исчезновения цинкового слоя.


Плюсы цинкования – долговечность и возможность добавлять цинковый слой в процессе эксплуатации изделий и конструкций. Минусы – необходимость в тщательной подготовке поверхности, обязательное соблюдении технологических правил, сложность утилизации токсичных отходов.


Другие статьи: 


Закалка стали
Отпуск стали
Состав и свойства стали

защита металла от коррозии, коррозия железа и стали, алюминия, чугуна, корозия метал

Обеспечение долговечности конструкций — понятие, включающее в себя как технологические, так и конструктивные требования.

Защита металла от коррозии — одна из главных проблем в решении этого вопроса. Под влиянием разрушительных атмосферных воздействий и агрессивных сред металлические конструкции постепенно утрачивают первоначальный внешний вид и теряют свои качества. В таких случаях очень остро встаёт вопрос о защите металла от коррозии.

Коррозия металла

Коррозией называется разрушение поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействия внешней среды. Коррозия разъедает металл, делая непригодным его дальнейшее использование и эксплуатацию. С течением времени это приводит к снижению прочности, а в ряде случаев и к разрушению металлических изделий.

Быстрота коррозионных процессов зависит от условий, в которых изготовляются и эксплуатируются изделия. Поскольку устранить атмосферное воздействие на металлические конструкции практически невозможно, то и коррозию следует признать вечным спутником металла. Процесс коррозии включает в себя четыре основных элемента. Это – катод (или электрод, на котором происходит катодная реакция), анод (или электрод, на котором происходит анодная реакция), проводник электронов (металл, проводящий электрический ток) и проводник ионов (проводящая электрический ток жидкость или электролит).

Электроды (катод и анод) являются электронными проводниками, которые соприкасаются с проводниками ионов. В проводнике ионов (электролит) возникает соответствующий электродный потенциал или электродное напряжение. Когда электроды соприкасаются между собой, то разность между электродными потенциалами действует как возбудитель коррозионной реакции. В результате образуется коррозионная пара, в которой один из электродов (анод) и разъедает металл. Все меры по защите металла от коррозии направлены на то, чтобы ослабить или не допустить образования коррозионных пар.

Важнейшим способом защиты металла от коррозии является покраска поверхности металлов специальными антикоррозионными составами.

Есть ли защита от коррозии?

Для любых металлических конструкций и условий их эксплуатации наиболее простым и доступным способом защиты от коррозии является применение специальных лакокрасочных материалов для металла.

Лакокрасочные покрытия имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами защитных покрытий:

• простота нанесения составов;

• возможность получения покрытия любого цвета;

• возможность обработки металлоконструкций больших габаритов и сложной конфигурации;

• дешевизна по сравнению с другими видами защитных покрытий.

Долговечность защиты металла от коррозии зависит от типа и вида применяемого лакокрасочного материала. Кроме этого, срок службы металла зависит от тщательности подготовки поверхности металла под окраску.

Защита металла от коррозии

Существует множество различных состояний поверхности металла, требующих защиты от коррозии. Возраст объекта и его расположение, качество поверхности, степень разрушения металла, количество дефектов, тип предыдущих и будущих агрессивных условий, свойства старого покрытия — все эти факторы влияют на подготовку поверхности и выбор системы защиты металла от коррозии.

Компания КрасКо предлагает целую серию лакокрасочных материалов, специально предназначенных для защиты металла от коррозии.

Нержамет — краска по ржавчине, антикоррозионная эмаль «три в одном». Эмаль наносится прямо на ржавчину. Предназначается для окраски как чистых, так и ржавых металлических поверхностей, ржавого металла.

Полимерон — износостойкая спецэмаль, антикоррозионное покрытие. Эмаль специально разработана для защиты металлических поверхностей в условиях тяжёлой промышленной атмосферы.

Сереброл — алюминиевая краска, серебристо-белая антикоррозионная эмаль. Применяется для окраски любых металлоконструкций, эксплуатирующихся во влажной атмосфере, в условиях морской и пресной воды.

Нержалюкс — антикоррозионная эмаль для цветных металлов. Применяется для окраски алюминиевых и оцинкованных поверхностей, любых других поверхностей из цветных металлов.

Цикроль — краска для крыш, краска по оцинковке. Краска применяется для окраски оцинкованной кровли, оцинкованного металла, кровельного железа, кровельной жести, металлочерепицы, водостоков, желобов, перил и других оцинкованных поверхностей.

Нержапласт — эмаль жидкая пластмасса. Образует на поверхности декоративное покрытие с эффектом пластика (жидкий пластик).

Молотекс — кузнечная краска, декоративная краска с рисунчато-молотковым эффектом.

Полиуретол — маслобензостойкая грунт-эмаль, полиуретановая двухкомпонентная эмаль.

Фосфогрунт — фосфатирование металла, антикоррозионный грунт для чёрных и цветных металлов.

Цинконол — цинконаполненный грунт, антикоррозионный грунт-протектор. Холодное цинкование металла.

Фосфомет — преобразователь ржавчины, фосфатирующий модификатор ржавчины.

Грункор — антикоррозионный быстросохнущий грунт по металлу (с фосфатом цинка).

Выбор системы защиты от коррозии

Выбор схемы защиты металла от коррозии (включая марку ЛКМ, количество наносимых слоёв и общую толщину покрытия) следует осуществлять с учётом климатических условий конкретного региона, характеристики среды эксплуатации металлической конструкции, а также с учётом условий при нанесении материала и технико-экономической эффективности данного ЛКМ. Декоративные свойства (внешний вид) системы антикоррозионной защиты определяется финишным (верхним) слоем.

Антикоррозионная защита металла и металлоконструкций — на сайте krasko.ru.

На сайте представлено множество разделов, посвященных защите металлов от коррозии (коррозия металла, коррозия железа и стали, коррозия чугуна и алюминия), которые помогут Вам осуществить правильный выбор системы защиты металла и антикоррозионного покрытия.

Специалисты Компании КрасКо внимательно выслушают все Ваши требования и подберут оптимальный вариант системы для защиты металла от коррозии на Вашем объекте.

5 Различные методы предотвращения коррозии

Тони Коллинз

Мы в EonCoat понимаем важность предотвращения коррозии. Ржавчина и другие формы коррозии могут привести к проблемам с безопасностью и нарушить целостность вашего оборудования и расходных материалов. Даже плановое техническое обслуживание по удалению и устранению коррозии может привести к увеличению затрат. К счастью, существует множество мер, которые можно предпринять, чтобы свести к минимуму коррозию. Здесь мы выделим пять методов, основанных на стоимости и эффективности.

 

1. БАРЬЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Одним из самых простых и дешевых способов предотвращения коррозии является использование барьерных покрытий, таких как краска, пластик или порошок. Порошки, включая эпоксидную смолу, нейлон и уретан, прилипают к металлической поверхности, образуя тонкую пленку. Пластик и воск часто распыляют на металлические поверхности. Краска действует как покрытие для защиты металлической поверхности от электрохимического заряда, который исходит от коррозионно-активных соединений. Современные системы окраски представляют собой комбинацию различных слоев краски, выполняющих разные функции. Грунтовочный слой действует как ингибитор, промежуточный слой увеличивает общую толщину краски, а финишный слой обеспечивает устойчивость к факторам окружающей среды.

Самый большой недостаток покрытий заключается в том, что их часто нужно снимать и наносить заново. Покрытия, которые не наносятся должным образом, могут быстро выйти из строя и привести к повышенному уровню коррозии. Покрытия содержат летучие органические соединения, что делает их опасными для людей и окружающей среды.

Неисправность барьерного покрытия

2.

ГОРЯЧАЯ ОЦИНКОВКА

Этот метод защиты от коррозии включает погружение стали в расплавленный цинк. Железо в стали вступает в реакцию с цинком, образуя прочно связанное покрытие из сплава, которое служит защитой. Этот процесс существует уже более 250 лет и используется для защиты от коррозии таких вещей, как художественные скульптуры и игровое оборудование.

К сожалению, гальваника не может быть выполнена на месте, а это означает, что компаниям приходится вывозить оборудование из эксплуатации для обработки. Некоторое оборудование может быть просто слишком большим для этого процесса, что вынуждает компании полностью отказаться от этой идеи. Кроме того, цинк может скалываться или отслаиваться. А высокое воздействие элементов окружающей среды может ускорить процесс износа цинка, что приведет к увеличению объема технического обслуживания. Наконец, пары цинка, выделяющиеся в процессе цинкования, очень токсичны.

 

3. ЛЕГИРОВАННАЯ СТАЛЬ (НЕРЖАВЕЮЩАЯ)

Легированная сталь — один из наиболее эффективных методов защиты от коррозии, сочетающий в себе свойства различных металлов для обеспечения дополнительной прочности и стойкости конечного продукта. Например, устойчивый к коррозии никель в сочетании с устойчивым к окислению хромом дает сплав, который можно использовать в окисленных и восстановленных химических средах. Различные сплавы обеспечивают устойчивость к различным условиям, предоставляя компаниям большую гибкость.

Несмотря на свою эффективность, легированная сталь очень дорогая.

 

4. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

Катодная защита обеспечивает электрохимическую защиту. Чтобы предотвратить коррозию, активные участки на поверхности металла преобразуются в пассивные за счет подачи электронов из другого источника, обычно с помощью гальванических анодов, прикрепленных к поверхности или рядом с ней. Металлы, используемые для анодов, включают алюминий, магний или цинк.

Хотя катодная защита очень эффективна, аноды изнашиваются и требуют частой проверки и/или замены, что может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание. Они также увеличивают вес прикрепленной конструкции и не всегда эффективны в средах с высоким удельным сопротивлением.

Трубопровод с катодной защитой

5. EONCOAT – НОВЫЙ СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ

Выбрать правильную защиту от коррозии для вашего оборудования непросто. Каждый из вышеперечисленных способов имеет свои плюсы и минусы. EonCoat — это экономичное, не требующее обслуживания и легко наносимое решение, которое продлевает срок службы оборудования. Он работает комбинацией вышеперечисленных методов. Во-первых, он сплавляет металл, а затем обеспечивает толстый слой ингибиторов, которые восстанавливают любое повреждение слоя сплава. EonCoat не использует токсичных химикатов и не содержит летучих органических соединений, поэтому это самое экологически чистое решение. Независимое тестирование показывает, что это решение является наиболее эффективным и долговечным из всех альтернатив. 30-летняя гарантия обеспечивает надежную защиту вашего оборудования. Чтобы узнать больше о EonCoat, загрузите нашу БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу по EonCoat и пройдите наш БЕСПЛАТНЫЙ экспресс-курс из 5 электронных писем.

EonCoat до (слева) и после 18 месяцев воздействия соленой воды (справа). Без коррозии и пузырей.

 

Тони Коллинз — 23 сообщения Блог коррозия

Три режима защиты от коррозии

При всем том, что мы говорим о защите от коррозии, у вас может возникнуть соблазн подумать, что существует миллион способов сделать это. Но на самом деле защитные покрытия обеспечивают защиту от коррозии одним из трех способов.

По сути, они либо блокируют объединение элементов, необходимых для запуска процесса коррозии, активно предотвращают возникновение электрохимической реакции, либо направляют процесс коррозии в направлении, которое в конечном итоге не наносит вреда активу.

Вот как работает каждая из этих трех стратегий:

Барьерные покрытия

Барьерные покрытия предназначены для предотвращения контакта воды, кислорода и других химических веществ с подложкой. На самом деле считается само собой разумеющимся, что некоторое количество воды и кислорода достигнет поверхности, которую защищают барьерные покрытия. Но поскольку вода, которая проходит через барьерное покрытие, не имеет значительного заряда (это означает, что в воде нет высокой концентрации ионов), не все основные элементы, необходимые для запуска процесса коррозии, присутствуют.

Согласно NACE важно, чтобы барьерное покрытие обладало следующими характеристиками:

  • Химическая стойкость
  • Виброустойчивость
  • Хорошие смачивающие свойства для обеспечения равномерного нанесения
  • Прочная адгезия даже в присутствии влаги

Большинство покрытий обладают хотя бы некоторыми свойствами барьерного покрытия. В зависимости от обстоятельств некоторые из перечисленных ниже типов защиты от коррозии могут сочетаться с продуктом, специально разработанным с учетом барьерных свойств, для достижения максимальной защиты.

Термические барьерные покрытия являются одним из наиболее часто используемых примеров этого типа защиты от коррозии. Они используются для защиты от влаги на подложках, которые обычно нагреваются до очень высоких температур. Поскольку между слоем изоляции и подложкой часто создается зазор, любая влага, попадающая на поверхность, может вызвать процесс коррозии в отсутствие барьерного покрытия. Известная как коррозия под изоляцией (CUI), это распространенная проблема, которую призваны решить теплозащитные покрытия.

Ингибирующие покрытия

Находящиеся в грунтовочной части системы покрытий, ингибирующие покрытия состоят из пигментов, которые активно препятствуют химическим реакциям. Эти покрытия были разработаны для предотвращения коррозии. Они делают это, мешая электролитам, необходимым для запуска процесса коррозии.

Свинцовый сурик является хорошо известным примером ингибиторного покрытия, поэтому он так широко использовался до того, как были полностью осознаны вредные последствия воздействия свинца. Поскольку свинцовые пигменты стали строго регулироваться в конце 19В 70-х годах эта стратегия коррозионной стойкости была жестко регламентирована до такой степени, что больше не использовалась широко в Соединенных Штатах.

Защитные покрытия

Защитные покрытия представляют собой бескорыстную разновидность покрытий, состоящую из металла, обычно цинка, который корродирует преимущественно по сравнению со сталью. По сути, этот метод захватывает процесс коррозии и направляет его в направлении, которое не будет вредным для актива, для защиты которого предназначено покрытие. Чтобы быть эффективными, расходуемые покрытия (также иногда называемые «катодной защитой») должны наноситься непосредственно на черный металл, такой как сталь.

Поскольку расходуемые покрытия, такие как неорганические и органические цинковые грунтовки, предназначены для нанесения непосредственно на подложку, их часто комбинируют с верхними покрытиями, обладающими другими барьерными свойствами, для комбинированной защиты от коррозии.

Цинковые грунтовки являются отличными примерами катодной защиты подложки. Цинк не только корродирует преимущественно сталь, но и, как правило, корродирует медленнее, чем другие расходуемые покрытия, что позволяет увеличить промежутки времени между нанесением покрытия.

Published by admin