Коррозия - причины образования и способы защиты
Коррозия металла — это процесс, при котором под действием внешних факторов происходит постепенное разрушение металла. Он переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет свои свойства.
Признаки возникновения коррозии
Коррозия может проявляться в виде:
- Отложений красно-коричневого цвета. Ржавчина возникает на поверхности металла и может быстро распространяться, занимая все больше пространства.
- Замутнения поверхности. Под действием химических окислителей металлы могут терять начальный блеск и цвет.
- Пузырьков с газом, выступов, трещин. Причем при погружении металла в воду можно визуально наблюдать высвобождение газа.
- Деформаций поверхности, в том числе утолщений отдельных участков.
- Окалин. Небольшие коррозионные «язвочки» под действием окружающих факторов быстро разрастаются, вызывая деформационные процессы.
- Повреждений лакокрасочного покрытия. Если металлические сооружения имеют защитный слой в виде краски или лака, то первыми признаками возникновения коррозии являются вздутия и отслоение покрытия.
В большинстве случаев первичные проявления возникают в местах, наиболее подверженных механическим воздействиям или в местах соединения (стыка) с другими частями.
Причины возникновения
Коррозия железа и других металлов является следствием его взаимодействия с окружающей средой. Основными причинами образования ржавчины принято считать термодинамическую нестабильность металлов, а также протекание на их поверхности электрохимических и химических реакций. На скорость коррозии влияет:
- Регулярное повышение влажности окружающей среды более чем на 80% в сочетании с температурой выше 0°С.
- Трение. При постоянном соприкосновении металл изнашивается. Коррозия возникает в местах повреждения защитного слоя и с течением времени распространяется по всей поверхности материала.
- Воздействие составов, относящихся к химически агрессивным (щелочи, кислоты, масла и др.)
- Соприкосновение с электролитами, усиливающими коррозию.
- Появление микроорганизмов (грибков и других бактерий), которые «поедают» металл.
- Некачественная обработка металла, приводящая к деформациям лакокрасочного покрытия - трещинам, сколам и др.
Виды коррозии
Коррозионные процессы принято делить:
- по природе разрушений;
- по характеру разрушений/повреждений;
- по условиям протекания.
По природе разрушений выделяют химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия возникает в результате взаимодействия металла с газами и другими соединениями, не проводящими электрический ток, а электрохимическая — с водой и другими электролитами. Такое разделение считается условным, так как механизм коррозии может меняться.
По характеру разрушений (в соответствии с ГОСТ 5272-68) в зависимости от условий и преобладающих внешних факторов коррозия может быть сплошной и локальной. Сплошная коррозия поражает всю поверхность металлического изделия равномерно, неравномерно или избирательно.
Локальное ржавление охватывает отдельные участки сооружения. Оно может проявляться большими и малыми пятнами, язвами, отдельными точками. К локальным также относится щелевая коррозия, которая поражает участки между отдельными элементами конструкции или в технологических зазорах и межкристаллическая коррозия, возникающая внутри металла и разрушающая структуру материала.
- Атмосферную коррозию, которая происходит в естественных условиях при повышении влажности.
- Газовую — происходит в газовой среде при высоких температурах и минимальной влажности.
- Радиационную (под действие радиационного излучения), характерна для изделий из металла, работающих в полях ионизирующего излучения.
- Подземную — окисление происходит в результате воздействия микроэлементов, содержащихся в грунте.
- Контактную - образуется при регулярном контакте металлов, имеющих разные электронные потенциалы в данном электролите.
- Биологическую — возникает в результате деятельности микроорганизмов.
- Электролитическую - разрушение металла происходит под действием тока. Скорость распространения зависит от силы электрического тока, а также периодичности и длительности его воздействия.
- Кавитационную — вызывается одновременным коррозионным и ударным воздействием окружающей среды.
- Коррозию, возникающую под действием напряжения. Образуется на металлоконструкциях, используемых под большой нагрузкой.
- Фреттинг-коррозию. Основной негативный фактор — это вибрация, увеличивающая силу трения металлических элементов.
- Структурная коррозия — вызвана структурной неоднородностью металла.
Способы защиты от коррозии
Защитить металл от ржавчины можно:
- легированием;
- электрохимическими способами;
- ингибиторами;
- защитными покрытиями.
Легирование
Повысить устойчивость металла к процессам, в результате которых образуется коррозия, помогает добавление в его состав специальных сплавов: хрома, кобальта, никеля, молибдена и аналогичных, которые отличаются повышенной устойчивостью к кислороду.
Покрытие металлами
Высокую эффективность показывают защитные слои, созданные другими металлами (цинком, никелем). Металлическое покрытие постепенно корродирует, образуя плотную пленку.
Покрывающий слой наносится разными способами:
- погружением в расплавленный металл;
- гальванизацией (покрытием путем электролиза);
- металлизацией (напылением защитного покрова);
- термической диффузией (металл наносится на основной материал в специальном барабане при высокой температуре в вакуумной или газовой среде);
- химическим (процесс происходит под действием катализатора).
Электрохимические методы
В промышленности и энергетическом комплексе широко применяются электромеханические способы обработки металлических поверхностей для защиты от коррозии.
Поляризация металла происходит под действием электрического тока. В зависимости от технологии выделяют анодный, катодный и протекторный покров.
Ингибиторы
При использовании металла в агрессивных средах специалистами дополнительно применяется методика изменения условий окружающей среды. Оптимальные параметры для металлоконструкций (температура, влажность и так далее) устанавливаются при помощи ингибиторов — активных веществ, замедляющий разрушительные процессы.
Ингибиторы могут быть:
- Экранирующими, образующими на металлических пластинах защитную пленку.
- Пассиваторами. При воздействии на металл появляется слой окисей, который и сохраняет материал.
- Катодными, замедляющими естественные процессы разрушения металла в растворах, стойких к окислению.
Защитные покрытия
Наиболее распространенным методом защиты металлических сооружений от коррозии считается применение защитных покрытий.
Покрытие, препятствующее ржавлению, может быть:
- Неметаллическим. Обработка металлических поверхностей производится полимерными составами, биопластмассами, стеклопластиком и так далее.
- Силикатными. Использование стекловидных и фарфоровых эмалей позволяет получить прочный слой, который неуязвим для влаги и кислорода и не разрушается при воздействии высоких температур.
- Лакокрасочным.
Наиболее распространённым способом защиты изделий из металла от коррозии считается использование лакокрасочных покрытий.
Компания «Полимер экспорт» производит антикоррозийные лакокрасочные материалы для металла, а также составы для холодного цинкования, которые обеспечивают протекторную защиту:
- алкидно-уретановые;
- полиуретановые;
- эпоксидные;
- цинконаполненные.
Алкидно-уретановые краски применяются как на стадии изготовления металлоизделий и железобетонных сооружений, так и при ремонте поврежденных участков, при этом:
- имеют высокую износоустойчивость, что позволяет их применять в разных условиях: при высокой влажности, при трении, в агрессивных средах;
- быстро высыхают, причем в естественных условиях;
- стойки к механическим воздействиям и атмосферным явлениям;
- долговечны;
- пригодны для использования при низких температурах.
Полиуретановые краски могут быть однокомпонентными и двухкомпонентными. Защитные покрытия на их основе отличаются:
- износоустойчивостью, низкой истираемостью;
- стойкостью к кислороду, воде, химически активным веществам (маслам, бензину, кислотам, щелочам, растворителям);
- стойкостью к грибковым инфекциям, плесени и микроорганизмам;
- хорошей эластичностью и адгезией;
- прочностью при низких и высоких температурах.
Полиуретановые составы применяются для защиты конструкций, используемых в промышленных целях, в том числе в холодных климатических зонах.
Эпоксидные лакокрасочные материалы, используемые для антикоррозийной обработки металлических изделий, широко применяются в промышленности. С их помощью защищают трубопроводы, трубчатые сваи и мостовые фермы. Краски быстро высыхают при температуре +5°С - +20°С, создавая прочное и долговечное покрытие, устойчивое:
- к химическим и агрессивным средам;
- к коррозии;
- механическим воздействиям.
Эпоксидные грунтовки совместимы со всеми видами финишных покрытий.
Цинконаполненные грунтовки и краски — это наиболее современный вид покрытий, который обеспечивает защиту металла даже при наличии сколов, трещин и других повреждений. Цинкование холодным способом может быть проведено для металлоконструкций любых видов и сложности. Краска отлично проникает в труднодоступные места, повышая прочность и долговечность изделий и стыковочных швов. Покров не теряет своих качеств при транспортировке, в агрессивных средах, в грунтах и при повышенной влажности.
Краски с цинком используются для промышленных трубопроводных магистралей, включая нефтепроводы и газопроводы, мосты, эстакады, тоннели, дорожные ограждения.
Все виды антикоррозийных лаков, красок, грунтовок, а также разбавителей для различных составов представлены в каталоге товаров нашей компании. Выбрать защитные материалы, соответствующие условиям эксплуатации, помогут менеджеры, связаться с которым можно по телефону или онлайн.