- Водородная коррозия. На металлических поверхностях практически не встречается (хотя теоретически возможна). В связи с этим описываться не будет.
- Кислородная коррозия. Аналогична водородной.
- Химическая. Реакция происходит из-за воздействия металла с каким-либо фактором (например, воздухом 3O2+4Fe=2Fe2O3) и протекает без образования электрохимических процессов. Так, после воздействия кислорода с поверхностью появляется оксидная пленка. На некоторых металлах такая пленка достаточно прочна и не только защищает элемент от разрушительных процессов, но и повышает его прочность (например, алюминий или цинк). На некоторых металлах такая пленка очень быстро отслаивается (разрушается), например, у натрия или калия. А большинство металлов разрушаются достаточно медленно (железо, чугун и т.д.). Так, например, происходит коррозия чугуна. Более часто ржавление происходит при контакте сплава с серой, кислородом, хлором. Из-за химической коррозии ржавеют сопла, арматура и т.д.
- Электрохимическая коррозия железа. Данный вид ржавления происходит в средах, которые проводят электричество (проводники). Время разрушения различных материалов при электрохимических реакциях разное. Электрохимические реакции наблюдаются в случаях контакта металлов, которые находятся на расстоянии в ряду напряженности. Например, изделие изготовленное из стали, имеет медные напайки/крепления. При попадании воды на соединения медные части будут катодами, а сталь - анодом (каждая точка имеет свой электрический потенциал). Скорость протекания таких процессов зависит от количества и состава электролита. Для протекания реакций нужно наличие 2 разных металлов и электропроводящей среды. При этом разрушение сплавов прямо пропорционально зависит от силы тока. Чем больше ток, тем быстрее реакция, чем быстрее реакция, тем быстрее разрушение. В некоторых случаях катодами служат примеси сплава.
Нержавейка и оцинковка. Преимущества. Ржавеет ли оцинкованная сталь
Коррозия металла – как бороться со ржавчиной? + Видео
1 Разновидности ржавления
Коррозия металла становится серьезной проблемой при строительстве, в быту и на производствах. Чаще всего конструкторы предусматривают защиту металлических поверхностей от ржавчины, но иногда ржавление происходит на незащищенных поверхностях и на специально обработанных деталях.
Металлические сплавы лежат в основе жизнедеятельности человека, они окружают его практически везде: в быту, на работе, в процессе отдыха. Не всегда люди замечают металлические вещи и детали, но они постоянно им сопутствуют. Различные сплавы и чистые металлы являются самыми производимыми веществами на нашей планете. Современная промышленность выпускает различные сплавы в 20 раз больше (по массе), чем все остальные материалы. Несмотря на то что металлы считаются одними из наиболее прочных веществ на Земле, они могут разрушаться и терять свои характеристики в результате процессов ржавления. Под воздействием воды, воздуха и других факторов происходит процесс окисления металлов, который и называют коррозией. Несмотря на то что корродировать может не только металл, но и каменные породы, ниже будут рассмотрены процессы, связанные именно с металлами. Здесь стоит обратить внимание на то, что некоторые сплавы или металлы больше подвержены коррозии, чем другие. Это обусловлено скоростью протекания процесса окисления.
Процесс окисления металлов
Рекомендуем ознакомиться
Самое распространенное вещество в сплавах - это железо. Коррозия железа описывается следующим химическим уравнением: 3O2+2h3O+4Fe=2Fe2O3. h3O. Полученный в результате оксид железа и является той рыжей ржавчиной, портящей предметы. Но рассмотрим виды коррозии:
Электрохимическая коррозия железа
Также стоит отметить подвиды, которые бывают при ржавлении (описывать не будем, только перечислим): подземная, атмосферная, газовая, при разных видах погружения, сплошная, контактная, вызываемая трением и т.д. Все подвиды можно отнести к химическому или электрохимическому ржавлению.
2 Что наиболее часто ржавеет и как от этого предохраняться
При строительстве часто встречается коррозия арматуры и сварных конструкций. Коррозия часто происходит из-за несоблюдения правил хранения материала или невыполнения работ по обработке прутьев. Коррозия арматуры довольно опасна, поскольку арматуру закладывают для усиления конструкций, и в результате разрушения прутьев возможен обвал. Коррозия сварных швов не менее опасно, чем коррозия арматуры. Это также значительно ослабит шов и может привести к разрыву. Есть достаточно много примеров, когда ржавчина на силовых конструкциях приводит к обрушению помещений.
Другие часто встречающиеся в быту случаи ржавления - порча бытовых орудий труда (ножей, столовых приборов, инструмента), порча металлоконструкций, порча средств передвижения (как наземных, так и воздушных и водных) и т.д.
Пожалуй, самые часто встречающиеся ржавые вещи - это ключи, ножи и инструменты. Все эти предметы подвергаются ржавлению из-за того, что трением снимается защитное покрытие, которое оголяет основу.
Основа подвергается процессам разрушения из-за контактов с агрессивными средами (особенно ножи и инструменты).
Разрушения из-за контактов с агрессивными средами
Кстати, разрушения вещей, которые часто используются в быту, можно наблюдать практически повсеместно и регулярно, в то же время некоторые металлические предметы или конструкции могут простоять ржавыми десятилетия и будут исправно выполнять свои функции. Например, ножовка, которой часто пилили бревна и оставили на месяц в сарае, быстро проржавеет и может сломаться в процессе работы, а столб с дорожным знаком может простоять десять, а то и более лет ржавым и не разрушится.
Поэтому все металлические вещи следует защищать от коррозии. Методов защиты несколько, но все это химия. Выбор такой защиты зависит от типа поверхности и действующего на нее разрушительного фактора.
Для этого поверхность тщательно очищают от грязи и пыли, для того чтобы исключить возможность непопадания защитного покрытия на поверхность. Затем ее обезжиривают (для некоторых типов сплава или металла и для некоторых защитных покрытий это является необходимым), после чего наносят защитный слой. Наиболее часто защиту обеспечивают лакокрасочные материалы. В зависимости от металла и факторов используются разные лаки, краски и грунты.
Другой вариант - нанесение тонкого защитного слоя из другого материала. Обычно этот способ практикуется на производстве (например, оцинковка). В итоге потребителю практически ничего не требуется делать после приобретения вещи.
Нанесение тонкого защитного слоя
Другой вариант - создание специальных сплавов, которые не окисляются (например, нержавейка), однако они не гарантируют 100% защиты, более того, некоторые вещи из таких материалов окисляются.
Важными параметрами защитных слоев являются толщина, срок службы и скорость разрушения под активным неблагоприятным воздействием. При нанесении защитного покрытия крайне важно точно вписаться в допустимую толщину слоя. Обычно производители лакокрасочных материалов указывают его на упаковке. Так, если слой будет больше максимально допустимого, то это вызовет перерасход лака (краски), и слой может разрушаться под сильным механическим воздействием, более тонкий слой может стираться и сократить срок защиты основы.
Правильно выбранный защитный материал и правильно нанесенный на поверхность гарантирует на 80% то, что деталь не будет подвержена коррозии.
3 Что делать, если ржавчина уже есть
Многие люди в быту не задумываются над тем, как защитить свои вещи ото ржи. И получают проблему в виде испорченного предмета. Как правильно решить эту проблему?
Удаление ржавчины с детали
Для того чтобы произвести восстановление вещи или детали от ржавчины, первым делом следует снять весь рыжий налет до чистой поверхности. Он снимается с помощью наждачной бумаги, напильников, сильными реагентами (кислотами или щелочами), но особую славу в этом заслужили напитки типа «Кока-Колы». Для этого вещь погружают полностью в емкость с чудо-жидкостью и оставляют на некоторое время (от нескольких часов до нескольких суток - время зависит от вещи и поврежденной площади).
После того как поверхность очищена, выполняются абсолютно все процедуры по защите от коррозии. То есть на поверхность наносят защитные лакокрасочные покрытия, напыления или хромируют. Главное во всей процедуре - это полностью очистить поврежденное место от ржавчины.
4 Почему надо бороться со ржавчиной
Многие люди часто не обращают внимание на рыжие пятна и на испорченные вещи. Ими продолжают работать, а после окончательного разрушения приобретают новые. На самом деле это дополнительные траты бюджета, в данном случае семейного.
Рыжие пятна на стальных изделиях
Согласно данным ООН, каждая страна в год теряет от 0,5 до 7-8% валового национального продукта из-за коррозии. Парадокс заключается в том, что менее развитые страны теряют меньше, чем развитые. А 30% всех выпускаемых стальных изделий на планете идет на замену проржавевшим. Поэтому настоятельно рекомендуется отнестись к этой проблеме серьезно.
tutmet.ru
Взаимодействие оцинкованных покрытий с другими металлами
Когда два разнородных металла вступают в контакт, и присутствует электролит, такой как влага, то возникает вероятность биметаллической коррозии у более электроотрицательного или анодного металла, как определено в электрохимическом ряду, который корродирует в первую очередь, предотвращая коррозию другого металла.
Биметаллический эффект является основой для защиты, которую цинковое покрытие (горячее цинкование) обеспечивает для малых зон незащищённой стали, если покрытие повреждено. Цинковые покрытия корродируют в первую очередь, защищая металл, который ниже его в электрохимическом ряду. Степень биметаллической коррозии будет зависеть от числа таких факторов, как контактируют металлы, соотношение площадей контактирующих металлов и условий эксплуатации. Как правило уровень биметаллической коррозии будет увеличиваться с увеличением разницы потенциалов между двумя металлами, например, как далеко расположены друг от друга два металла в гальваническом ряду напряжений. Однако потенциал может изменяться вследствие образования оксидного слоя и не может быть использован для определения степени возникновения биметаллической коррозии, так как другие факторы, которые приведены ниже, также важны. Соотношение площадей контактирующих металлов имеет существенное значение, и в идеале соотношение металлов анод-катод должно быть высоким. Если соотношение уменьшается, то могут возникнуть проблемы вследствие высокого уровня восстановления кислорода, которое может привести к увеличению коррозии анодного металла. Воздействующие условия имеют большое значение, т.к. для биметаллической коррозии электролит должен связать два имеющихся металла. В результате, в сухой окружающей среде (внутри помещения) вероятность биметаллической коррозии очень низкая, в то время как во внешних атмосферных условиях вероятность увеличивается, вследствие наличия влаги в виде дождя и конденсации. Наиболее худшими условиями является погружение в раствор, где электролит постоянно соединяет два металла. Обычно любая возможность биметаллической коррозии может быть ослаблена электрической изоляцией двух металлов друг от друга. Для болтовых соединения могут быть обеспечены при использовании неопреновых или пластиковых шайб, в то время как для перекрытых поверхностей это может быть достигнуто использованием пластиковых прокладок или окрашиванием одной из поверхностей подходящей системы лакокрасочного покрытия. Обычно горячеоцинованная сталь хорошо функционирует в контакте с наиболее распространенными конструкционными металлами, когда в атмосферных условиях, обеспечивается высокое отношение площадей оцинкованной стали к другому металлу. И наоборот, в условиях погружения эффект биметаллической коррозии существенно увеличивается, и обычно требуется изоляция.
Медь и латунь
Если установка требует, чтобы контакт между гальванизированными материалами и медью или латунью в сырой или влажной окружающей среде, может произойти быстрая коррозия цинка. Даже сточные воды могут содержать достаточное количество растворенной меди, чтобы вызвать быструю коррозию.
Если использование меди или латуни в контакте с гальванизированными покрытиями неизбежно, должны быть приняты меры предосторожности, чтобы предотвратить электрический контакт между этими двумя металлами. Поверхность разъема должна быть изолирована непроводящими прокладками; соединения должны быть выполнены с изолирующим крепежом и уплотняющей втулкой. Это должно гарантировать, что вода повторно не распространиться и потоки воды от гальванизированной поверхности к медной или латунной не реверсирует.
Алюминиевая и нержавеющая сталь
В умеренных атмосферных условиях умеренной влажности, контакт между оцинкованной поверхностью и алюминия или нержавеющей стали, вряд ли вызовет существенную инкрементную коррозию. Тем не менее, при очень влажных условиях, оцинкованной поверхности может потребоваться электрическая изоляция от алюминия или нержавеющей стали.
Нержавеющая сталь
Когда гальванизированные болты используются на нержавеющей стали, цинк первоначально жертвует собой, пока защитный слой ржавчины не разовьется на нержавеющей стали. Как только этот слой ржавчины разовьется, он формирует слой изоляции, который предотвращает дальнейшую защиту цинка. Цинковое покрытие должно быть достаточно толстым, чтобы продлить защиту от ржавчины в течение несколько лет. У гальванизированных болтов выполненных горячим методом хватает цинкового покрытия, чтобы продлить защиту с минимальной потерей в эксплуатации покрытия.
Металл Воздействие атмосферы Погруженное состояниеСельская местность Промышленные/городские районы Прибрежная зона Пресная вода Морская водаАллюминий а а-б а-б б б-вЛатунь б б а-в б-в в-гБронза б б б-в б-в в-гЛитейный чугун б б б-в б-в в-гМедь б б-в б-в б-в в-гСвинец а а-в а-б а-в а-вНержавеющая сталь а-б а-б а-б б б-в
a — Цинковое покрытие будет испытывать или дополнительную коррозию, или только незначительную. дополни- тельную коррозию, которая обычно допускается при эксплуатации.Б — Цинковое покрытие будет испытывать незначительную или умеренную дополнительную коррозию, которая может быть допустимой в некоторых случаях эксплуатации.В — Цинковое покрытие будет испытывать сильную дополнительную коррозию, необходимы защитные меры.Г — Цинковое покрытие будет испытывать сильную дополнительную коррозию, контакта рекомендуется избегать.
Руководство, связанное с конкретным применением, касающимся оцинкованных стальных изделий в контакте с указанным металлом или сплавом.
а) Алюминий – Вероятность увеличения биметаллической коррозии вследствие атмосферного кон- такта с алюминием относительно низкая. Применение оцинкованной стали и алюминия, используемые в сочетании друг с другом, является плакирование алюминием. В этом случае рекомендуется изоляция вследствие большой площади поверхности алюминиевых пластин.
б) Медь – Вследствие большого потенциала, установившегося при контакте между сталью с цинковым покрытием, и медью и медьсодержащими сплавами, рекомендуется применение электроизоляции (даже в атмосферных условиях). При конструировании рекомендуется избегать стока воды с меди на оцинкованные изделия, так как малые количества меди, растворенной в воде, могут откладываться на изделии, что приведет к биметаллической коррозии.
в) Свинец – Вероятность биметаллической коррозии со свинцом в атмосферной среде низкая и нет информации о проблемах, касающихся, например, применения свинцовой гидроизоляции оцинкованных изделий и использование свинца в опорах с цинковым покрытием.
г) Нержавеющая сталь – Применение нержавеющей стали с оцинкованной сталью используется в виде гаек и болтов в атмосферных условиях. Учитывая низкий потенциал для биметаллической коррозии и малую площадь поверхности крепежных изделий из нержавеющей стали, биметаллическая коррозия обычно отсутствует, практика показывает необходимость сохранения изоляции, используя изолирующие шайбы. Практический опыт показывает, что там, где отношение площади поверхности цинка к площади другого металла большое, и указана категория «а» или «а – б», дополнительная коррозия как результат контакта будет незначительной или будет отсутствовать. Если соотношение площадей поверхностей уменьшено или выше, может потребоваться изоляция.
gorjachee-cinkovanie.ru
Нержавейка и оцинковка. Преимущества
Нержавеющая сталь имеет высокую устойчивость к различным видам коррозии как проявляющаяся в природе, так и от взаимодействия с химически активной средой. Нержавеющие изделия производятся в широком ассортименте, непосредственно применяющиеся в химической промышленности и в машиностроении, в настоящий момент спрос на такую сталь очень широк в разных сферах – от бытовой техники до самых разнообразных компонентах в пищевой промышленности.
Основные виды нержавеющей стали – мартенсистый, аустенитный, а так же ферритный. В большинстве случаев нержавеющая сталь поставляется в виде листов, рулонов, катушки проволоки, сортового проката, лент, электросварных труб.
Основные технические марки стали бывают: все трубы из нержавейки производятся из следующего типа стали:
AISI-201 – электросварная труба, из аустеничной стали. Сечение в форме круга и профильное (квадратные и круглые трубы). Поверхность таких труб бывает матовая, полированная и шлифованная. Свойства: состав оптимально легирован, коррозийная стойкость высокая, очень прочная в применении в умеренно-агрессивной среде, кислотной и органической. Особое качество – не магнитится. Экономичная замена таким маркам как AISI-304 и AISI-321.
Эта марка состоит из нержавейки пониженного содержания никеля, путем ввода большей части марганца, это никак не снижает свойства действия от коррозии и химический состав остается хорошо сбалансированным. Применяется: в пищевой промышленности, медицине, машиностроении, архитектурном строительстве, массовое производство листогибов и бытовое использование.
AISI-304 – одна из распространенных марок стали, аустенитная. Особый химический состав, низкое содержание хрома всего 18 % и никеля 8 %, что ускоряет выработку слоя оксида на поверхность материала. Такое свойство позволяет защитить металл от окисления при нахождении во влажной среде более, чем 100 лет. Свойства: содержание углерода - низкое, аустенитная незакаливаемая, хорошая формуемость и механическая коррозийная стойкость в огромном диапазоне температур и сред, холоднокатное или же слабое намагничивание. Применяется: в пищевой промышленности, текстильной, химической, фармацевтической, строительстве.
AISI-316 – сталь незакаливаемая и аустенитная. В составе этой марки присутствует молибден, он способствует к значительному увеличению стойкости к коррозии. Высокие технические свойства к большим температурам и химической среде, при большой температуре остает в неизменном состоянии и не растягивается. Хорошая формуемость, так же не магнитится. Применяется: пищевая, химическая, нефтехимическая отрасли, производство оборудования для гибки металла и в строительстве.
AISI-430 – без никелевая, ферритная нержавеющая сталь. Свойственные особенности: низкоуглеродистая с содержанием хрома и феррита, сложно в использовании для сварочных работ, высокая формуемость и широкое применение для штамповки и вытяжки металла; очень прочные и механические свойства, не боится плюсовых перепадов температур, однако значительно чувствителен и хрупкий в момент ниже нуля. Особенно низкая тепловая инерция, повышенная теплопроводность, в этом случае магнитится. Применяется: пищевая, нефтегазовая, бытовая техника, автостроение, оборудование для теплообменных устройств, гибочный станок для отливов в машиностроении.
Оцинковочная сталь.
Оцинковка представляет из себя листовую сталь, имеющую сложное двухстороннее строение из цинкового покрытия толщиной 0,03 мм. Состоит из хлоднокатаной углеродистой стали в рулонов, кастество проверено согласно ГОСТ 16523-89. Стандартная толщина листа 0,5 – 0,7 мм, а ширина от 710 – 1800 мм. По химическому составу разделение сталей делится на легированные и углеродистые.
Легированная сталь – состав, которой включает один, а то и несколько элементов, значительно улучшающих физико-технические свойства стали. Например, марганец, хром, никель, кремний, медь, никель, с добавлением в небольшом количестве не меньше 2,5 %. Стальной лист металла погружают в расплавленную ванну с металлом. Легированная сталь в зависимости от содержания элементов легирования делится на три типа: высоколегированная, среднелегированная и низколегированная. Для строительства часто используется низколегированная сталь. Необходимое использование высоколегированной и среднелегированной стали в создании конструкций с высокой защищенностью от коррозийного воздействия.
Углеродистая сталь – по своему прямому назначению делится по качеству на низкие, качественные и высокого уровня. Низкого качества – сплав углерода с железом. Поэтому большее применение такой стали в трубопроводах и арматуры для железобетонных конструкций.
Важный критерий качества оцинкованной стали характеризуется процентом вредной примеси: серы, снижающей прочность и хрупкость при высоких температурах; фосфора, ломкость при температуре ниже 0. Металлопрокат из оцинкованного листа применяет основной листогибочный станок для отливов, настилов и для устройства ограждений, монтаж перекрытий и облицовки фасадов. Огромный плюс, оцинковка способна выдержать большую механическую нагрузку, такую как штамповка, гибка металла, вальцовка, вытяжка.
www.kchetverg.ru
Различие между нержавеющей и оцинкованной сталью
Как нержавеющая, так и оцинкованная сталь зачастую используются в одних и тех же отраслях промышленности, в основном как сырье для производства изделий, неподверженных коррозии, частей и узлов станков, установок и агрегатов. Основное различие между нержавеющей и оцинкованной сталью заключается, прежде всего, в сроке эксплуатации, то есть промежутке времени, в течение которого материал сохраняет свои антикоррозионные свойства.
При значительной разнице в цене между нержавейкой и оцинковкой не исключены случаи, когда под видом нержавеющей стали покупателю могут поставить оцинкованную.
Как можно отличить оцинковку от нержавейки?
Самый точный и надежный способ, это спектральный анализ, определение химического состава стали с помощью специальных приборов. Такой способ требует специального оборудования и времени. Однако есть более простые, но менее точные способы, основанные на различиях между нержавеющей и оцинкованной сталью.
Внешние отличия между нержавейкой и оцинковкой могут дать быстрый ответ. Оцинкованная сталь может иметь характерные пятна, известные многим по оцинкованным ведрам, производимым когда-то во времена СССР, так называемый узор кристаллизации.
Кроме того, визуально нержавеющая сталь обычно имеет более матовую поверхность, чем оцинковка, особенно если нержавейка не была подвержена чистовой зеркальной обработки. Оцинкованная сталь без узоров кристаллизации почти всегда имеет зеркальную поверхность, с едва уловимым синеватым отливом. Однако при качественной обработке нержавеющей стали, например, по стандарту BA, визуально отличить ее от оцинкованной стали достаточно сложно. Если лист достаточно большой толщины будет нелишним внимательно рассмотреть место среза на предмет однородности.
Можно использовать электромагнитные различия между оцинковкой и нержавейкой. Если магнит притягивается к стали, то с большой долей уверенности можно сказать что это оцинкованная сталь, в то время как большинство нержавеющих сталей и титановых сплавов не магнитятся.
Химический способ, при котором используется соляная кислота, основан на свойствах цинка, который, взаимодействуя с покрытием оцинкованного листа, активно выделяет водород. Достаточно небольшой капли соляной кислоты чтоб начался заметный невооруженным глазом химический процесс – поверхность начинает пузыриться, цинковый слой постепенно исчезает.
И еще один способ – выбрать надежного, заслуживающего доверия поставщика нержавеющей стали и юридически грамотно оформить сделку.
sdlc.ru
Коррозия (окисление) стали
Окисление —это химический процесс, при котором два вещества обмениваются электронами. Атомы, которые образуют окисляемое вещество, отдают электроны. Эти электроны забирают атомы вещества-окислителя. Обратный процесс называется восстановлением. Вещество восстанавливается, когда получает электроны.
Сталь, из которой изготовлены автомобильные кузова, детали машин, элементы зданий и коммуникаций, должна быть защищена от окисления (коррозии). Поэтому на стальные панели наносят цинковое и лакокрасочное покрытие.
Свойство вещества отдавать или принимать электроны зависит от его химической формулы.
Определенные металлы, например, железо, склонны отдавать электроны. Поэтому железо окисляется. Некоторые металлы, например, медь, менее склонны к отдаче электронов и делают это только при контакте с сильным окислителем. Отдельные металлы, например, золото, могут отдать электроны только при определенных экстремальных условиях.
Если в контакт вступают два вещества с различной склонностью к окислению, возникает поток электронов между ними.
• Вещество, которое окисляется, называется анодом.
• Вещество, которое восстанавливается, называется катодом.
• Сочетание этих веществ называется гальваническим элементом.
Примером гальванического элемента является аккумуляторная батарея, где существует поток электронов от анода к катоду.
Защита от коррозии
Автомобильные кузова изготавливают преимущественно из склонной к окислению листовой стали.
Поэтому в автомобильном производстве применяют средства долговременной защиты кузовов от коррозии. Достигается оптимальный уровень защиты, который гарантирует работоспособность кузова на весь срок службы автомобиля.
Применяются в производстве два основных пути защиты от коррозии:
• цинкование;
• окраска.
Цинк является широко распространенным защитным металлом. Цинку присуща еще большая склонность к окислению, чем стали. Сталь начинает окисляться лишь тогда, когда защитный слой цинка полностью окислился.
Оцинкованный стальной лист очень устойчив против окисления.
Сочетание цинкования с окраской дает оптимальную защиту кузова. Такое сочетание называется дуплекс-системой.
Защита от коррозии обеспечивается окислом цинка, который остается на листовой стали. Поэтому окисление идет значительно медленнее, чем в случае необработанной стали,когда окислы железа покидают основной металл, в результате чего все новые и новые слои металла открываются для окисления. Цинк начинает окисляться раньше, чем железо, но весь процесс идет много медленнее.
| Следующая > |
www.tehnology-pro.ru
