Интенсивное развитие производства стали, как правило, предполагает поиск новых средств и способов, которые позволяли бы предотвращать разрушение изделий из металла. Создание инновационных методик, связанных с защитой от коррозии, - это постоянный процесс. Изделия, сделанные практически из любого металла, могут терять свою работоспособность из-за воздействия химических и физических факторов извне. Последствия этого можно увидеть в виде ржавчины.
Разновидности коррозии
Перед тем как защитить металл от ржавчины, следует узнать о существующих видах. Способ обеспечения антикоррозийной защиты находится в прямой зависимости от условий применения деталей. Потому принято выделять следующие типы:
- коррозия, которая связана с явлениями атмосферного характера;
- разрушение структуры металла в воде из-за наличия в ней солей и бактерий;
- деструктивные процессы, происходящие в грунте (почвенная коррозия).
Способы антикоррозионной защиты при этом должны подбираться в индивидуальном порядке, руководствуясь тем, в каких условиях будет эксплуатироваться изделие из металла.
Что касается типов поражения конструкций, то они могут быть следующими:
- ржавчина находится на всей поверхности изделия отдельными участками или сплошным покрытием;
- имеет вид пятен и проникает вглубь элемента;
- разрушает молекулы металла, приводя к трещинам;
- масштабное ржавление, при котором разрушается не только поверхность, но и более глубокие слои.
- Средства-грунтовки. Характеризуются высокой адгезией с металлическими поверхностями, способствуют выравниванию покрытия перед покраской. Во многих грунтовках содержатся ингибиторы, тормозящие коррозийные процессы. Кроме того, заблаговременное нанесение слоя грунтовки позволяет сэкономить на окрашивании.
- Химические препараты. Преобразуют окись железа в более безопасные вещества, которым не страшна коррозия. Такие средства называются стабилизаторами.
- Составы, преобразующие ржавчину в обычные соли.
- Масла и смолы, уплотняющие и связывающие ржавчину, обеспечивая ее нейтрализацию.
Специалисты советуют подбирать краску и грунтовку какого-то одного производителя, чтобы их химический состав не имел особых отличий.
Краски для покрытия металлических изделий
Краски, предназначенные для обработки металлических поверхностей, бывают обычными и термостойкими. В большинстве случаев применяются три типа составов: эпоксидные, акриловые и алкидные. Есть и специальные краски антикоррозийного типа, которые обладают следующими достоинствами:
- эффективно защищают покрытие от атмосферных воздействий и перепадов температур;
- с легкостью наносятся валиком, кисточкой или распылителем;
- многие из них являются быстросохнущими;
- обладают широким выбором расцветок;
- отличаются долговечностью.
Что касается самых недорогих и доступных средств, то тут следует обратить внимание на обыкновенную серебрянку. В составе этого покрытия есть алюминиевая пудра, образующая защитную пленку на обработанном им изделии.
Этапы работ по борьбе с коррозией в быту
Методы борьбы с коррозией металлов предполагают определенную последовательность. Следует перечислить основные этапы этой работы:
Антикоррозийная защита металлических сплавов - очень непростой процесс. В промышленности он начинается на стадии расплавления стали. Производители ЛКМ-покрытий занимаются совершенствованием своей продукции, увеличивая ее долговечность и стойкость.
Металлические изделия окружают нас в повседневной жизни. Однако металл активно взаимодействует с окружающей средой и со временем покрывается слоем ржавчины. Этот процесс называется коррозия.
Ученые считают, что от коррозии ежегодно приходит в полную негодность около 10% от общего количества производимого металла, что в цифрах равняется годовому объему продукции крупного металлургического комбината.
Как и почему возникает ржавчина ?
Для незащищенного металла практически все среды, в которых он находится, являются агрессивными. Поэтому его поверхность подвергается химическим реакциям. В результате этих реакций появляется ржавчина, и металл теряет как внешний вид, так и прочностные характеристики.
Как избавится от Ржавчины и Коррозии НАВСЕГДА | Как спасти металл
Типичный пример ржавления металла мы видим в повседневной жизни. Ржавчиной покрываются металлические лестницы, перила балконных и мостовых ограждений, металлические заборы. Также, коррозии подвергаются и металлы, которые работают в условиях высоких температур – арматура плавильных печей, детали двигателей, лопасти турбин.
Не менее подвержены коррозии металлы, соприкасающиеся с жидкостями – спиртом, водой, нефтью, мазутом.
Электрохимическая коррозия металла в воде наступает вследствие реакции с растворенным в ней кислородом.
Из всего вышесказанного возникает вопрос, а чем покрыть металл от коррозии и тем самым продлить срок его эксплуатации?
Защита от ржавчины.
Защитить металл от коррозии можно. Для этого любое металлическое изделие следует покрыть защитной пленкой, которая будет различаться от структуры и химического состава металла. Существует много способов защиты металла от коррозии.
В быту есть понятие “изделие из нержавейки”. Это значит, что используется легированная сталь. Как покрасить лакированную мебель в белый цвет в домашних условиях?
Долгое время нечувствительными к атмосферной коррозии могут оставаться легированные стали с добавлением хрома, меди, которые используют в строительстве. Чем меньше содержание примесей в стали и выше ее однородность, тем менее она подвержена коррозии.
Защитные покрытия, наносимые промышленным способом.
Защитное покрытие выполняется чаще всего в виде пленки (металлической, оксидной, лакокрасочной).
Для создания металлической защитной пленки используют метод гальванизации, нанесения металлов горячим способом или металлизации. Для этого металлическое изделие погружается в емкость с расплавленным защитным материалом (олово, свинец, цинк) с такой температурой, при которой защищаемый металл не плавится. Преимуществом метода металлизации является возможность покрыть защитным слоем уже готовые собранные изделия.
Защитное покрытие также наносят методом диффузии в основной металл другого - алюминия (алитирование или алюминирование), кремния (силицирование), хрома (хромирование), а также создания биметалла способом плакирования.
Еще один способ защиты от коррозии – оксидирование. Поскольку на металле присутствует естественная оксидная пленка, ее делают более прочной, обрабатывая окислителем (растворами кислот или их солей). Одним из видов нанесения такой пленки горячим способом является “воронение” стали.
Также горячим способом выполняется фосфатирование металла (погружение в горячий раствор кислых фосфатов железа или марганца).
Сантехнические изделия (ванны, раковины) покрываются защитным лакокрасочным слоем (эмалируются) в промышленных условиях при очень высоких температурах (до 800°С).
Для защиты металлов во время транспортировки или для хранения металлических конструкций на складах используют жидкие масла или ингибиторы.
Защитные покрытия, применяемые в быту.
Как уже упоминалось ранее, антикоррозионной защиты требуют и обычные металлические изделия, окружающие нас в повседневном быту. В каждой квартире, а тем более в частном доме, имеется большое количество металлических деталей – балконные ограждения, заборы, решетки, гаражи, садовая техника, радиаторы, трубы холодной и горячей воды, садовые скамейки, которые покрываются со временем ржавчиной.
Доступным способом их защиты является нанесение вручную антикоррозионного покрытия в виде грунтовки или краски по ржавчине. Эти покрытия имеют специальный состав, содержащий ингибиторы и различные добавки, что позволяет наносить их непосредственно на слой ржавчины, предварительно не зачищая металл .
В состав грунтовки, например, входит преобразователь ржавчины и антикоррозионный грунт. Это очень эффективное средство, которое часто используют как самостоятельное покрытие. Такой грунт надежно будет защищать покрытую поверхность от различных атмосферных проявлений (град, снег, дождь, солнце).
Антикоррозионная краска отличается от грунта тем, что в ее состав дополнительно включен такой компонент как износостойкая эмаль, что обеспечивает очень быстрое высыхание краски на воздухе. Ее достоинство в том, что она наносится на любую поверхность (с остатками предыдущей краски, покрытую ржавчиной) из стали, чугуна, железа или железобетона. Нанесение слоя такой краски продлевает, как минимум вдвое, срок службы металлических изделий.
Из всего вышесказанного видно, что существует много различных способов, чем покрыть металл от коррозии. И в зависимости от вида покрываемого металла не составит труда выбрать нужный и эффективный, который защитит металл от ржавчины.
Дополнительная информация:
Антикоррозийная защита материала в домашних условиях подразумевает применение ЛКМ-покрытий и химических средств. Свойства защитного плана обеспечивают сочетанием разных элементов: смол на основе силикона, ингибиторов, полимеров, металлической стружки и пудры.
Коррозия представляет собой процесс, сопровождающийся разрушением поверхностных слоев конструкций из стали и чугуна, возникающий в результате электрохимического и химического воздействия. Негативным следствием этого становится серьезная порча металла , его разъедание, что не позволяет использовать его по назначению.
В каждом доме, среди домашней утвари, предметов интерьера имеются материалы, инструменты или детали, сделанные из металла. Они практичны, износостойки, но рано или поздно подвергаются коррозии. Как предотвратить этот процесс?
Чем обработать металл, чтобы он не ржавел?
Пленки образуются из лакокрасочных материалов, пластмассы и смолы. Лакокрасочные покрытия недороги и удобны в нанесении. Ими покрывают изделие в несколько слоев.
Термическое воронение стали в домашних условиях? Под краску наносят слой грунта, улучшающего сцепление с поверхностью и позволяющего экономить более дорогую краску. Служат такие покрытия от 5 до 10 лет.
В качестве грунта иногда применяют смесь фосфатов марганца и железа.
Для эффективной защиты от коррозии, необходимо обеспечить взаимодействие двух металлов: железа и цинка. Лишь в этом случае (да и то с ограничениями) возникает электрохимический контакт пары металлов, в котором в первую очередь разрушению (коррозии) подвергается цинк, тем самым предохраняя железо (протекторное действие). Так называемые цинкнаполненные краски представляют собой лишь обычную краску, в которую добавлена цинковая пудра.
Такое покрытие не обеспечит электрохимического взаимодействия железа и цинка, потому как сама краска является диэлектриком.
Следы легкого окисления, неглубокий налет коррозии, воронение и пр. следы химического окрашивания металла (намеренноно и непреднамеренного) легко и бысто удаляет автополироль. Берите наименее абразивную и не жадничайте – импортную (США, германия и пр.) Небольшой баночки (например, на основе масла Карнаубы) хватит на очень продолжительное время, а если есть машина то остатки тем более не пропадут. (Александр Марьянко)
Коррозионное разрушение – это явление, которое видел каждый. Чем быстро снять краску с дерева в домашних условиях? Образование ржавчины на металлической поверхности лишь один из признаков.
Коррозионный процесс вызывает разъедание материала под воздействием факторов окружающей среды. Как правило, речь идет о влаге. Вода окисляет металл, провоцируя его последующее разрушение.
Не, просто воронение слабо защищает от ржавчины. Консервационная смазка, оружейная – это да.
Из практического опыта – у меня воздушка (несмазанная, ну так получилось, вовремя не законсервировал) провалялась в гараже месяца 2 без дела, и за это время вороненый ствол успел покрыться мелкими “цяточками” ржавчины. Так что смазка – обязательно!
Процесс коррозии имеет четыре главных элемента: это катод (электрод с катодной реакцией), атод (электрод с анодной реакцией), металл (проводник электронов) и проводник ионов (жидкость, проводящая электрический ток). Катод и анод соприкасаются с проводниками ионов, в которых далее возникает электродное напряжение. При соприкосновении электродов (катод и анод) возникает коррозийная реакция из-за разности электродных потенциалов. В результате образуется коррозийная пара, в которой анод начинает разъедать металл.
Таким образом, все меры по защите металла направлены на то, чтобы исключить образование коррозийных пар или же замедлить их развитие.
Появление признаков коррозии на металле приводит в дальнейшем к развитию разрушительных процессов. Ржавчина на металлических изделиях снижает их эксплуатационный срок. Для устранения дефекта выполняется обработка металла от ржавчины и нанесение защитного слоя краски.
Виды ржавчины
- В зависимости от протекающего процесса: химическая и электрохимическая.
- По типу разрушения: равномерная и неравномерная (местная).
- В зависимости от коррозионной среды: атмосферная, почвенная, газовая, жидкостная (щелочная, кислотная или солевая).
Выбор технологии обработки ржавчины зависит от степени поражения коррозией, которая классифицируется следующим образом:
- Поверхностные пятна малой глубины.
- Мелкие точки глубокого проникновения. На следующих стадиях приводят к появлению сквозных повреждений.
- Сквозное проникновение.
- Подпленочная ржавчина, вызывающая местное вспучивание красочного покрытия. Считается наиболее опасной, так как приводит к разрушению металла.
Способы удаления ржавчины
Перед окрашиванием металлических изделий необходимо тщательно очистить поверхность и удалить все признаки ржавчины.
Очистку выполняют тремя способами:
- механическим;
- химическим;
- термическим.
Механический способ
Эффективным и надежным считается механический метод антикоррозионной очистки с применением ручного инструмента или специального оборудования. Используют проволочные щетки, зачистные и шлифовальные круги, гидропескоструйное устройство, установку пескоструйной обработки.
Незначительные участки поражения зачищают перед покраской проволочными щетками. Щетки также пригодны для предварительной очистки толстых слоев ржавчины и сварных швов.
Работа сопровождается образованием большого количества пыли, что является существенным недостатком.
Использование шлифовальных и зачистных кругов дает лучший результат по качеству очищенной поверхности. Круги эффективны при обработке небольших и средних по размеру участков.
Абразивный инструмент для удаления следов коррозии и очистки поверхности под окрашивание от следов краски выбирают с соблюдением нескольких условий:
- твердость обрабатываемого материала должна быть значительно ниже твердости круга;
- зернистость подойдет средняя;
- диаметр круга подбирают в соответствии с площадью обработки.
Особенности процесса
К недостаткам применения кругов относится большой расход абразивного инструмента и необходимость навыка подобной работы.
Пескоструйная и гидроабразивная чистка незаменима при работе в труднодоступных местах, куда нельзя достать щеткой или кругом. Технология позволяет избавиться не только от ржавчины, но и от нагара, окалины, старой краски.
Подразумевает воздействие на металл песчаными струями, подаваемыми под давлением. В установку входит компрессор, емкость с песком и пистолет для подачи абразива.
При гидроабразивной или гидропескоструйной обработке подается смесь абразивного материала с водой. Подача происходит с высоким, низким или сверхвысоким уровнем давления. Низкая интенсивность дает экономию материала, но после высыхания поверхности проступают признаки вторичной коррозии.
Высокое давление подачи почти полностью удаляет все наслоения. На отдельных участках иногда появляются следы черных окислов и прочного покрытия. Сверхвысокое давление подачи абразива позволяет получить абсолютно чистую поверхность.
Оба метода применимы только в производственных условиях.
Химическая очистка
Химическое удаление следов ржавчины осуществляется путем нанесения химических преобразователей. Очистка металла от коррозии – трудоемкий процесс. Химпром выпускает средства химической очистки трех видов:
- жидкость;
- гель;
- аэрозоль.
Действует любой из преобразователей ржавчины по такому принципу. Основным действующим веществом средства является ортофосфорная кислота. После нанесения кислота вступает в активное взаимодействие с поверхностью непроницаемой пленки микроскопической толщины. Таким образом, блокируется доступ окислителя к поверхности, химическая реакция прекращается и не происходит дальнейшее разрушение металла.
Проведение работ требует строгого выполнения правил безопасности и рекомендаций производителя по применению средства.
Категории химических веществ
Смываемые – после обработки ними металл следует помыть, хорошо просушить и нанести антикоррозионный состав.
В противном случае появляются новые признаки коррозии после взаимодействия с водой.
Несмываемые или грунт-преобразователи – обработка средством такого типа не требует последующей промывки, что исключает повторное появление ржавчины.
Поможет в борьбе со ржавчиной обработка металла кислотным нейтрализатором ВСН-1. Удаляет следы коррозии и оставляет на поверхности защитную пленку спрей с содержанием цинка Цинкор-Авто. Раскислитель ржавчины Berner справляется даже с заржавленными деталями. Преимуществом антикоррозионного кислотного геля В-52 является отсутствие растекания и активное воздействие на ржавчину.
При самостоятельном приготовлении преобразователя ржавчины смешивают равные части щавелевой или лимонной кислоты с водой. В раствор добавляют чайную ложку соды из расчета на 1 л воды. Мягкую ветошь увлажняют в растворе и тщательно протирают пораженные участки на металлической поверхности.
Хороший результат получается после обработки ортофосфорной кислотой. Наносят на металл 20–30% раствор кислоты. В результате химической реакции на поверхности формируется ортофосфат железа в виде прочного защитного слоя. Усиливает эффект добавление в раствор винной кислоты (15 мл на 1 литр) или бутилового спирта (5 мл на 1 литр).
Слишком ржавый металл обрабатывается составом из вазелинового масла и молочной кислоты (100 мл/50 мл). После нанесения состав стирают ветошью с вазелиновым маслом.
Вазелиновое масло поможет бороться с ржавчиной
Термический способ
Очистка металла от признаков коррозии часто выполняется . Для нагрева используется кислородно-ацетиленовая горелка. Горелкой обрабатывается вся ржавая поверхность. После выполнения процедуры застаревшая краска, ржавчина и прокатная окалина выгорает и легко удаляется.
С целью предупреждения повторного образования ржавчины, металлические изделия рекомендуется обрабатывать антикоррозионными составами.
Полностью предотвратить образование коррозии металла практически невозможно: рано или поздно металл начнет ржаветь. При этом существуют способы значительно продлить срок службы материала, если соблюдать правила эксплуатации металлического изделия и использовать специальные средства, замедляющие коррозийные процессы. Если ржавчина уже появилась, необходимо ее удалить (химическим или механическим способами), чтобы не дать развиться коррозийным процессам.
Чтобы предотвратить пагубное действие коррозии, рекомендуется использовать специальные химические средства защиты. К таким средствам относятся ингибиторы, который представляют собой вещества, замедляющие или полностью останавливающие тот или иной химический процесс. В результате действия ингибитора на поверхности материала появляется тонкое покрытие в виде защитной пленки. Именно эта пленка и предохраняет металл от ржавления.
Один из самых популярных на сегодняшний день ингибиторов - «Rust stop». Препарат имеет проникающее действие, в результате чего с материала удаляется влага, и на поверхности создается полимолекулярный слой. Средство нетоксично, отличается простотой применения.
Для механической обработки ржавчины понадобится металлическая щетка или абразивная крупнозернистая шкурка. С помощью шкурки можно очистить материал «сухим» способом или «мокрым» (смочив шкурку керосином или Уайт-спиритом).
Другие варианты механической очистки включают использование следующих аппаратных средств:
- орбитальной шлифмашины с абразивными кругами;
- пескоструйного аппарата;
- насадки на электродрель;
- болгарки.
Применение ручных средств (щетки или наждачной бумаги) оправдано на незначительных по площади поверхностях. Преимущество обработки поверхности руками состоит в возможности более тщательного прохода в небольших или труднодоступных участков.
Насадка на электродрель, шлифовальная машина или болгарка могут ускорить очистку поверхности в разы. Однако такие методы не отличаются высокой точностью: снимается слишком большой слой металла.
Пескоструйное оборудование – оптимальный способ удаления ржавчины.
Удаление коррозийных продуктов происходит за счет обработки металла мощной струей песка. При этом неповрежденный металл полностью сохраняет свою структуру.
Недостаток методики – высокая стоимость нового оборудования.
Химические методики предполагают использование следующих групп препаратов:
Данное вещество относится к классическим растворителям и входит в состав многих средств для борьбы со ржавчиной.
Способ применения ортофосфорной кислоты описан ниже:
- Вещество наносят тонким слоем на место, пораженное коррозией.
- Далее нужно подождать в течение 30 минут, пока завершится реакция.
- Завершается процедура протиранием насухо обработанной поверхности.
Ортофосфорная кислота удаляет следы ржавчины, а также способствует образованию фосфатной водоотталкивающей пленки. Эта пленка притормаживает процесс окисления металла, предотвращая дальнейшее развитие коррозийного процесса.
Для удаления ржавчины применяется 30% раствор кислоты. Преимущество ортофосфорной кислоты по сравнению с другими кислотами (например, серной) заключается в более щадящем воздействии на металл.
Принцип действия средств преобразования ржавчины состоит в преобразовании коррозийных продуктов в безвредный или защитный слой, который затем может быть обработан краской или лаком.
Ниже перечислены наиболее известные преобразователи ржавчины, предлагаемые на рынке:
- ВСН-1. После нанесения этого кислотного нейтрализатора обработанное место приобретает серый цвет. Остается лишь стереть пятно сухой тряпкой вместе с остатками ржавчины.
- Спрей-аэрозоль на основе цинка «Цинкор-Авто». Данное средство представляет собой обезжиривающий раствор, способный удалять следы коррозии с металлической поверхности. После нанесения раствора на поверхности образуется защитная пленка.
- Преобразователь ржавчины СФ-1. Состав производится на основе фосфатов. Используется для обработки стальных, чугунных, алюминиевых и оцинкованных поверхностей до нанесения лака или краски. Модификатор обладает ингибирующим действием, так как пленка, возникающая на металле после его обработки, продлевает срок службы окрашенной поверхности на срок 10-12 лет.
- Модификатор ржавчины «Berner». Препарат обладает раскисляющим действием. Основа модификатора – молибден. Средство эффективно по отношению даже к сильно заржавленным поверхностям. К примеру, преобразователем обрабатывают ржавые болты, которые не получается демонтировать стандартными средствами. Выпускается в виде спрея.
- Средство против коррозии B-52. Этот кислотный модификатор выпускается в виде геля. Его главное достоинство – отсутствие растекаемости по поверхности. После растворения ржавчины, остатки геля смываются с металла.
Американская компания «Rocket Chemical» производит популярную на рынке линейку средств борьбы с коррозией – «WD-40». Препараты широко применяются как профессионалами, так и домашними мастерами.
Линейка включает в себя пять продуктов: ингибитор продолжительного действия, защитную литиевую смазку, водостойкую силиконовую смазку, спрей и раствор для удаления ржавчины.
Препарат используется для круглогодичной защиты изделий из металла, расположенных на улице. Компания-производитель гарантирует защиту от ржавления в течение двух лет, если изделие находится в помещении, а для находящихся на открытом воздухе предметов гарантия распространяется на год.
Состав представляет собой спрей, включающий в себя парофазный антикоррозийный ингибитор, который создает защитный слой на металлической поверхности, предотвращая прямые контакты материала с воздухом и влагой. Ингибитор рекомендуется использовать для защиты замков, газовых баллонов, рабочих инструментов, дверных петель, технологических цепей и тросов, стальных дверей, автомобильных деталей. Также препарат можно использовать для обработки любых других предметов, эксплуатация которых осуществляется в условиях повышенной влажности.
Препарат наносится на металл с целью профилактической защиты, то есть по своей сути является ингибитором. На поверхности образуется тонкая защитная пленка. Причем пленка не смывается под действием атмосферных осадков, не плавится на солнце и не замерзает в холодную погоду.
Кроме того, литиевую смазку часто используют для консервации изделий, размещаемых на складе для длительного хранения.
Характерная особенность смазки заключается в ее способности быстро высыхать. Также стоит заметить, что смазка практически не оставляет следов после смазывания деталей. Кроме описанных сфер использования для ингибиторов, силиконовую смазку рекомендуется применять для обработки движущихся механизмов. Смазка не содержит нефтепродуктов, а потому не повреждает резиновые, пластиковые и виниловые поверхности. После высыхания образуется прозрачное нелипкое покрытие.
Работа спрея основа на капиллярном принципе, в соответствии с которым жидкость передвигается по небольшим каналам и трещинам, несмотря на силу гравитации. За счет этой особенности спрей применим для обработки труднодоступных участков, где удалить ржавчину сложно даже ручными способами.
Спрей способен не только удалять ржавчину, но и выступать в качестве ингибитора, предотвращая ее повторное появление в будущем. Препарат используют для обработки сильно заржавленных поверхностей, в том числе болтов и резьбовых соединений. Спрей безопасен для неметаллических поверхностей.
Содержимое раствора состоит из нетоксичных элементов, разлагаемых биологическими организмами. Раствор предназначен для удаления с поверхностей последствий коррозии. Для очистки металла от ржавчины деталь погружают в емкость с раствором на 3-4 часа. Если изделие сильно заржавлено, на процедуру понадобится 7-8 часов. Раствор подходит как для обработки миниатюрных деталей, так и для очистки крупногабаритных изделий (при наличии соответствующей емкости).
Помимо препаратов заводского производства, для удаления ржавчины можно применять так называемые народные рецепты. Чаще всего речь идет о напитке «Coca Cola», чистящем средстве «Cilit» или смеси керосина с парафином.
Ниже представлено больше информации о каждом из средств:
- Эффективность воздействия напитка «Coca Cola» на ржавчину связана с присутствием в составе напитка ортофосфорной кислоты. Для удаления ржавчины необходимо нанести напиток на проблемное место. Можно использовать промоченную ветошь или кусок фольги. Также используется метод погружения в емкость с напитком.
- «Cilit» часто применяется для удаления ржавчины на бытовых приборах в ванных комнатах и кухнях. При этом чистящее средство можно применять для удаления следов коррозии и на других металлических предметах, например, автомобильных деталях. Однако следует иметь в виду, что данное средство способно разъедать краску.
- Очистить поверхность от ржавчины можно также раствором керосина и парафина в соотношении 10 к 1. До применения состав нужно выдержать в течение 24 часов. Далее смесь наносится на проржавленное место на 12 часов. Завершается процедура очисткой поверхности с помощью тряпки.
При обращении с химическими препаратами следует соблюдать технику безопасности. Прежде всего, необходимо защитить кожу, органы дыхания и зрения от попадания в них опасных частиц. Понадобится респиратор, защитные очки и перчатки.
Антикоррозионная защита требуется любым инструментальным и конструкционным изделиям, изготовленным из металла, так как в той или иной мере все они испытывают на себе негативное коррозионное влияние среды, окружающей нас.
1
Под коррозией понимают разрушение поверхностных слоев конструкций из стали и чугуна в результате электрохимического и химического воздействия. Она просто-напросто портит металл, разъедает его, делая тем самым непригодным для последующей эксплуатации.
Специалисты доказали, что каждый год примерно 10 процентов от всего добытого металла на Земле тратится на покрытие потерь (обратите внимание – они считаются безвозвратными) от коррозии, ведущей к распылению металла, а также к выходу из строя и порче металлических изделий.
Стальные и чугунные конструкции на первых этапах воздействия коррозии снижают свою герметичность, прочность, электро- и теплопроводность, пластичность, отражательный потенциал и ряд других важных характеристик. Впоследствии конструкции становятся и вовсе непригодными для эксплуатации.
Кроме того, коррозионные явления - причина производственных и бытовых аварий, а иногда и настоящих экологических катастроф. Из проржавевших и прохудившихся трубопроводов для нефти и газа в любой момент может хлынуть поток опасных для жизни человека и для природы соединений. Учитывая все вышесказанное, любой может понять то, насколько важна качественная и эффективная защита от коррозии с применением традиционных и новейших средств и методов.
Полностью избежать коррозии, когда речь идет о стальных сплавах и металлах, невозможно. А вот задержать и снизить негативные последствия ржавления вполне реально. Для этих целей нынче существует множество антикоррозионных средств и технологий.
Все современные методы борьбы с коррозией можно разделить на несколько групп:
- применение электрохимических способов защиты изделий;
- использование защитных покрытий;
- проектирование и выпуск инновационных, высокоустойчивых к процессам ржавления конструкционных материалов;
- введение в коррозионную среду соединений, способных уменьшить коррозионную активность;
- рациональное строительство и эксплуатация деталей и сооружений из металлов.
2
Чтобы защитное покрытие справлялось с задачами, которые возлагаются на него, оно должно обладать целым рядом особых качеств:
- быть износостойким и максимально твердым;
- характеризоваться высоким показателем прочности сцепления с поверхностью обрабатываемого изделия (то есть обладать повышенной адгезией);
- иметь такую величину теплового расширения, которая бы незначительно отличалась от расширения защищаемой конструкции;
- быть максимально недоступным для вредных факторов окружающей среды.
Также покрытие должно наноситься на всю конструкцию как можно более равномерно и сплошным слоем.
Все используемые в наши дни защитные покрытия делят на:
- металлические и неметаллические;
- органические и неорганические.
3
Самым распространенным и сравнительно несложным вариантом защиты металлов от ржавления, известным уже очень давно, признается использование лакокрасочных составов. Антикоррозионная обработка материалов такими соединениями характеризуется не только простотой и дешевизной, но еще и следующими положительными свойствами:
- возможностью нанесения покрытий разных цветовых оттенков - что и элегантный облик конструкциям придает, и надежно защищает их от ржавчины;
- элементарностью восстановления защитного слоя в случае его повреждения.
К сожалению, лакокрасочные составы имеют совсем небольшой коэффициент термической стойкости, малую стойкость в воде и относительно низкую механическую прочность. По этой причине в соответствии с существующими СНиП их рекомендовано применять в тех случаях, когда на изделия действует коррозия со скоростью не более 0,05 миллиметров в год, а запланированный срок их эксплуатации не превышает десяти лет.
К составляющим современных лакокрасочных составов относят такие элементы:
- краски: суспензии пигментов с минеральной структурой;
- лаки: растворы (коллоидные) смол и масел в растворителях органического происхождения (защита от коррозии при их применении достигается после полимеризации смолы либо масла или их испарения под влиянием дополнительного катализатора, а также при нагреве);
- искусственные и природные соединения, называемые пленкообразователями (например, олифа – самый, пожалуй, популярный неметаллический "защитник" чугуна и стали);
- эмали: лаковые растворы с комплексом подобранных пигментов в измельченном виде;
- смягчители и разнообразные пластификаторы: адипиновая кислота в виде эфиров, дибутилфтолат, касторовое масло, трикрезилфосфат, каучук, другие элементы, которые увеличивают эластичность защитного слоя;
- этилацетат, толуол, бензин, спирт, ксилол, ацетон и другие (данные компоненты нужны для того, чтобы лакокрасочные составы без проблем наносились на обрабатываемую поверхность);
- инертные наполнители: мельчайшие частицы асбеста, тальк, мел, каолин (они делают антикоррозионные возможности пленок более высокими, а также уменьшают траты других составляющих лакокрасочных покрытий);
- пигменты и краски;
- катализаторы (на языке профессионалов – сиккативы): необходимые для быстрого высыхания защитных составов кобальтовые и магниевые соли жирных органических кислот.
Лакокрасочные соединения выбирают с учетом того, в каких условиях эксплуатируется обрабатываемое изделие. Составы на базе эпоксидных элементов рекомендованы для использования в атмосферах, где постоянно присутствуют испарения хлороформа, двухвалентного хлора, а также для обработки конструкций, находящихся в различных кислотах (азотная, фосфорная, соляная и т. п.).
К кислотам также устойчивы и лакокрасочные составы с полихровинилом. Они, кроме того, применяются для предохранения металла от воздействия масел и щелочей. А вот для защиты конструкций от газов чаще применяются составы на базе полимеров (эпоксидных, фторорганических и иных).
Очень важно при подборе защитного слоя учитывать требования российских СНиП для разных отраслей промышленности. В таких саннормах четко указывается, какие составы и методы защиты от коррозии можно использовать, а от каких лучше отказаться. Например, в СНиП 3.04.03-85 изложены рекомендации по защите различных строительных сооружений:
- магистральных газо- и нефтепроводов;
- обсадных труб из стали;
- тепломагистралей;
- железобетонных и стальных конструкций.
4
На металлических изделиях вполне можно формировать посредством электрохимической либо химической обработки специальные пленки для защиты их от ржавления. Чаще всего создаются фосфатные и оксидные пленки (опять-таки, обязательно принимаются во внимание положения СНиП, так как механизмы защиты таких соединений разные для различных изделий).
Фосфатные пленки подходят для антикоррозионной защиты цветных и черных металлов. Суть такого процесса заключается в погружении изделий в нагретый до определенной температуры (в районе 97 градусов) раствор цинка, железа или марганца с кислыми фосфорными солями. Получающаяся при этом пленка идеальна для нанесения на нее лакокрасочного состава.
Заметим, что фосфатный слой сам по себе не отличается длительным сроком применения. Он малоэластичный и совсем непрочный. Используется фосфатирование для защиты деталей, которые работают при высоких температурах или в соленой воде (например, в морской).
Также ограниченно используются и оксидные защитные пленки. Получают их при обработке металлов в растворах щелочей под действием тока. Известным раствором для оксидирования является едкий натр (четырехпроцентный). Операцию получения оксидного слоя нередко называют воронением, так как на поверхности мало- и высокоуглеродистых сталей пленка характеризуется красивым черным цветом.
Оксидирование производится в ситуациях, когда начальные геометрические параметры нужно сохранить в неизменном виде. Оксидный слой обычно наносят на точные приборы, стрелковое вооружение. Толщина такой пленки в большинстве случаев не превышает полутора микронов.
Другие способы защиты от коррозии с применением неорганических покрытий:
5
Если изделия из металла подвергнуть поляризации, скорость ржавления, обусловленного электрохимическими факторами, можно существенно уменьшить. Электрохимическая антикоррозионная защита бывает двух видов:
- анодной;
- катодной.
Анодная технология подходит для материалов из:
- сплавов (высоколегированных) на базе железа;
- с малым уровнем легирования;
- углеродистых сталей.
Суть методики анодной защиты проста: металлическое изделие, которому требуется придать антикоррозионные свойства, подключается к катодному протектору либо к "плюсу" источника (внешнего) тока. Данная процедура обеспечивает уменьшение скорости ржавления в несколько тысяч раз. В качестве катодного протектора могут выступать элементы и соединения с высоким положительным потенциалом (свинец, платина, диоксид свинца, платинированная латунь, тантал, магнетит, углерод и другие).
Анодная антикоррозионная защита будет результативной только в том случае, если аппарат для обработки конструкций отвечает далее указанным запросам:
- на нем нет заклепок;
- сварка всех элементов выполнена максимально качественно;
- пассивирование металла выполняется в технологической среде;
- число зазоров и щелей минимально (или же они отсутствуют).
Описанный вид электрохимической защиты небезопасен из-за риска активного анодного растворения конструкций во время приостановки подачи тока. В связи с этим он осуществляется только тогда, когда имеется специальная система контроля выполнения всех предусмотренных технологической схемой операций.
Более распространенной и менее опасной считается катодная защита, которая годится для металлов, не имеющих склонности к пассивации. Подобный метод предполагает подсоединение конструкции к электродному отрицательному потенциалу или к "минусу" источника тока. Катодная защита используется для следующих видов оборудования:
- емкости и аппараты (их внутренние части), эксплуатируемые на химических предприятиях;
- буровые установки, кабели, трубопроводы и иные подземные сооружения;
- элементы береговых конструкций, которые соприкасаются с соленой водой;
- механизмы, изготовленные из , высокохромистых и медных сплавов.
Анодом в данном случае выступает уголь, чугун, металлолом, графит, сталь.
6
На производственных предприятиях с коррозией можно с успехом справляться посредством модификации состава агрессивной атмосферы, в которой работают металлические детали и конструкции. Существует два варианта снижения агрессивности среды:
- введение в нее ингибиторов (замедлителей) коррозии;
- удаление из среды тех соединений, которые являются причиной возникновения коррозии.
Ингибиторы, как правило, используются в системах охлаждения, цистернах, ваннах для выполнения травильных операций, различных резервуарах и прочих системах, в коих коррозионная среда имеет примерно постоянный объем. Замедлители подразделяют на:
- органические, неорганические, летучие;
- анодные, катодные, смешанные;
- работающие в щелочной, кислой, нейтральной среде.
Ниже указаны самые известные и часто используемые ингибиторы коррозии, которые отвечают требованиям СНиП для разных производственных объектов:
- бикарбонат кальция;
- бораты и полифосфаты;
- бихроматы и хроматы;
- нитриты;
- органические замедлители (многоосновные спирты, тиолы, амины, аминоспирты, аминокислоты с поликарбоксильными свойствами, летучие составы "ИФХАН-8А", "ВНХ-Л-20", "НДА").
А вот уменьшить агрессивность коррозионной атмосферы можно такими методами:
- вакуумированием;
- нейтрализацией кислот при помощи едкого натра либо извести (гашеной);
- деаэрацией с целью удаления из кислорода.
Как видим, на сегодняшний день существует немало способов защиты металлических конструкций и изделий. Важно лишь грамотно подобрать оптимальный для каждого конкретного случая вариант, и тогда детали и сооружения из стали и чугуна будут служить очень и очень долго.
7
Мы хотим очень кратко рассмотреть данные СНиП, описывающие требования к защите от ржавчины строительных (алюминиевых, металлических, стальных, железобетонных и иных) конструкций. В них даются рекомендации по использованию разных методов антикоррозионной защиты.
СНиП 2.03.11 предусматривают защиту поверхностей строительных конструкций следующими способами:
- пропиткой (уплотняющего типа) материалами с повышенной химической стойкостью;
- оклейкой пленочными материалами;
- применением разнообразных лакокрасочных, мастичных, оксидных, металлизированных покрытий.
По сути, данные СНиП позволяют использовать все описанные нами способы защиты металлов от ржавления. При этом правила оговаривают состав конкретных защитных средств в зависимости от того, в какой среде располагается строительное сооружение. С этой точки зрения среды могу быть: средне-, слабо- и сильноагрессивными, а также полностью неагрессивными. Также в СНиП принято деление сред на биологически и химически активные, на твердые, жидкие и газообразные.
