Как защитить металл от кислоты

Обновлено: 19.09.2024

Для защиты металлических материалов от коррозии в растворах кислот используется ряд способов.

1.Применение кислотостойких металлов и сплавов.

-термодинамически устойчивые металлы, например платина и медь в растворах
H2SO4и HCl;

-пассивирующиеся сплавы;

к пассивирующимся в растворах кислототносятся:

углеродистые и низколегированные стали, пассивирующиеся в 50…60% - ном растворе азотной кислоты;
хромистые стали, которые по уровню коррозионной стойкости делятся на три основные группы, содержащие 13,17 и 25…28% хрома;
стали, содержащие 13% хрома, обладающие устойчивостью в слабых растворах кислот. Это стали мартенситного класса (20Х13, 30Х13, 40Х13); их термическая обработка – закалка и низкий (≤ 450єС) отпуск;
стали, содержащие 17% хрома (12Х17, 08Х17, 08Х18Т1) и устойчивые в 65% - ной азотной кислоте до 50°С; это стали ферритного класса.
стали с повышенным до 25…28% хрома , имеющие более широкий температурный интервал в области малых и средних концентраций растворов кислот (ферритный класс); недостаток ферритных сталей (15Х25Т, 15Х28, 15Х28Т) – повышенная хладноломкость и склонность к росту ферритного зерна даже при относительно кратковременном нагреве выше 850…900єС; присутствие углерода и азота в составе сталей – причина возникновения межкристаллитной коррозии;
хромоникелевые стали, содержащие ~ 18% хрома и 10% никеля и известные в мировой практике как стали типа 18 - 10: 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 08Х18Н12Б и др; это стали аустенитного класса (титан и ниобий вводятся для снижения склонности аустенитных к межкристаллитной коррозии). Эти стали, пассивируясь, приобретают высокую коррозионную устойчивость в 65 - и 80 % - ной азотной кислоте при температурах 85 и 65°С соответственно; в 100% - ной серной кислоте до 70єС; в смеси азотной и серной кислот (25% HNO3 + 70% H2SO4; 10% HNO3 +60% H2SO4) при 60°С; в 40% - ной фосфорной кислоте при 100°С. Эти стали устойчивы в растворах органических кислот: уксусной, лимонной, муравьиной при 100°С;
стали на хромоникелевой основе с высоким содержанием кремния (≤ 6%), например сталь марки 02Х8Н22С6; эти стали устойчивы в сильноокислительных средах, в частности в кипящей концентрированной азотной кислоте;
сплавы на основе никеля и железа (никонель); эти сплавы специально созданы для работы в серной кислоте и средах, содержащих сероводород (04ХН40МДТЮ, 40НКХТЮМД);
сплавы на основе никеля; различают три основные системы таких сплавов: никель – молибден, никель – хром, никель – молибден – хром; в бинарных сплавах никель – молибден (хастеллой), например Н70М27, Н70МФ, молибден повышает коррозионную стойкость сплава в растворах соляной кислоты тем больше, чем больше его содержание в сплаве; эти сплавы устойчивы также в растворах H2SO4, H3PO4;
сплавы системы никель – хром (ХН45В) с высоким содержанием хрома – не менее 50…60%, имеют высокое сопротивление коррозии в растворах азотной кислоты, в том числе и с добавками ионов фтора;
сплавы системы никель – молибден – хром (ХН65МВ) с 15% - ми молибдена и 15% - ми хрома, использующиеся для работы во влажном хлоре, смесях кислот;
сплавы никеля с медью – монель-металл, например марки НМЖМц 28 − 2,5 − 1,5, обладающие устойчивостью, в частности, в неорганических кислотах.

Следует в завершение, отметить, что сплавы на основе никеля весьма чувствительны к присутствию примесей внедрения, прежде всего углерода, служащих причиной межкристаллитной коррозии или способствующих ее развитию. Поэтому современные никелевые сплавы содержат ≤ 0,006…0,015% углерода. Легирование ниобием и ванадием уменьшает склонность к межкристаллитной коррозии.

-сплавы, образующие труднорастворимые пленки продуктов коррозии;

К этой группе сплавов относят сплавы системы железо-кремний, обладающие коррозионной стойкостью в растворах HNO3,H2SO4,HCl,H3PO4, а также железо-углеродистые сплавы (стали) в концентрированной серной кислоте.

-металлические материалы, особо чистые по катодным примесям;

Чистые железо, цинк, алюминий весьма устойчивы в слабокислых растворах.

2.Введение в растворы кислот добавок, тормозящих процесс коррозии.

К замедлителям коррозии металлических материалов относятся так называемые травильные присадки. Катионы As3+,Bi3+ ,образующиеся при растворении присадок восстанавливаются на катодных участках поверхности корродирующего материала и замедляют процесс восстановления ионов водорода, обладая высоким перенапряжением водорода.

3.Нанесение на поверхность металлических материалов кислотостойких защитных покрытий.

-металлические защитные покрытия;

С целью предотвращения коррозии углеродистых сталей в растворах HCl и HNO3 последние могут подвергаться термосилицированию.

Для повышения устойчивости углеродистых сталей в серной кислоте используется свинцевание поверхности.

-создание плакирующего слоя;

Плакирование – механотермический метод получения защитного металлического покрытия. Оно образуется в результате совместной прокатки, горячей прессовки, нагрева под давлением двух слоев металлических материалов, один из которых играет роль покрытия. Толщина покрытия обычно составляет 10-20% от толщины основного (защищаемого) металла.

Например, для защиты малоуглеродистой низколегированной стали марки 09Г2С, используется метод плакирования – создания защитного слоя из никелевых сплавов типа ХН65МВ, Н70МФ и др.

-неметаллические органические покрытия;

Чаще других используются фенол - формальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические смолы, а также асфальтобитумные покрытия. Особую ценность имеют кремнийорганические смолы – органические соединения, в цепях которых кислород частично замещен кремнием. Смешивая их с оксидами титана, можно получать покрытия, стойкие к нагреву до 6000С.

4.Применение устойчивых неорганических материалов

-стекло и эмали;

Эмали – стекловидные покрытия. Кислотостойкие эмали изготавливают с высоким содержанием SiO2 ,а кислото-щелочестойкие в своем составе имеют диоксид циркония. Эмали получают сплавлением шихты (песок, мел, глина и пр.) и плавней (бура, сода фтористые соли). Их высокая химическая стойкость обусловлена присутствием буры и кремнезема. Эмалевые покрытия получают погружением в расплав или пульверизацией с последующим обжигом до спекания в печи при температуре 880-1050 0С.

керамика – неорганический материал, получаемый обжигом глинистых материалов, состоящих из небольших кристаллов гидратированных алюмосиликатов. Из керамики изготавливают кислотостойкие изделия (плиты, кирпич).

-графит и графитовые материалы;

эти материалы вследствие их универсальной химической стойкости используются в противокоррозионной технике как футеровочные изделия (плитки, пластины блоки).

-каменное литье и ситаллы;

каменное литье (КЛ) – материал, получаемый кристаллизацией из расплава, основой которого является диабаз, базальт, андезит. Изделия из КЛ: плитки, фасонные детали, трубы.

ситаллы – неметаллический неорганический стеклокристаллический материал, получаемый кристаллизацией стекломассы при наличии в ней нуклеаторов (центров кристаллизации). Из ситаллов изготавливают листы (футеровочный материал, трубы, фасонные изделия).

Изделия из КЛ и ситаллов обладают высокой кислотостойкостью при температурах не более 1000С.

5.Электрохимические способы защиты.

В этом качестве чаще используется способ анодной защиты, базирующийся на переводе металлического материала в пассивное состояние. На практике анодную защиту чаще применяют для нержавеющей стали, содержащей хром, который обладает ярко выраженными пассивационными свойствами. Ее применяют также для титана и в некоторых случаях для углеродистой стали.

Коррозия металлов и способы защиты от нее

Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры.

Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности.
Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии.
Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.

Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия сопровождается химическими реакциями. Как правило, химическая коррозия металлов происходит при действии на металл сухих газов, её также называют газовой.

При химической коррозии также возможны процессы:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

Как правило, такие процессы протекают в аппаратах химических производств.

Электрохимическая коррозия – это процесс разрушения металла, который сопровождается электрохимическими процессами. Как правило, электрохимическая коррозия протекает в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов.

В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе.

При этом электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово).

В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к олову, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии:

Fe –2e = Fe 2+

На поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода:

2H + + 2e → H₂

O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH –

Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы:

Анод: Fe –2e → Fe 2+

Катод: 2H + + 2e → H₂

Суммарная реакция: Fe + 2H + → H₂ + Fe 2+

Если реакция проходит в атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и происходят процессы:

Анод: Fe –2e → Fe 2+

Катод: O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH –

Суммарная реакция:

Fe 2+ + 2OH – → Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂ + O₂+ 2H₂O → 4Fe(OH)₃

При этом образуется ржавчина.

Методы защиты от коррозии

Защитные покрытия

Защитные покрытия предотвращают контакт поверхности металла с окислителями.

Катодное покрытие – покрытие менее активным металлом (защищает металл только неповреждённое покрытие).
Покрытие краской, лаками, смазками.
Создание на поверхности некоторых металлов прочной оксидной плёнки химическим путём (анодирование алюминия, кипячение железа в фосфорной кислоте).

Создание сплавов, стойких к коррозии

Физические свойства сплавов могут существенно отличаться от свойств чистых металлов. Добавление некоторых металлов может приводить к повышению коррозионной стойкости сплава. Например, нержавеющая сталь, новые сплавы с большой коррозионной устойчивостью.

Изменение состава среды

Коррозия замедляется при добавлении в среду, окружающую металлическую конструкцию, ингибиторов коррозии. Ингибиторы коррозии — это вещества, подавляющие процессы коррозии.

Электрохимические методы защиты

Протекторная защита: при присоединении к металлической конструкции пластинок из более активного металла – протектора. В результате идёт разрушение протектора, а металлическая конструкция при этом не разрушается.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Машины и аппараты, изготовленные из металлов и сплавов, при эксплуатации в природных или технологических средах, подвержены коррозии.

Коррозия – самопроизвольное разрушение материалов вследствие их физико-химического взаимодействия с окружающей средой (агрессивной атмосферой, морской водой, растворами кислот, щелочей, солей, различными газами и т.п.).

Актуальность темы работы: коррозия металлов наносит государству большой экономический ущерб и может приводить к аварийным ситуациям, угрожающим жизни и здоровью людей.

Разработка эффективных методов защиты металлов от коррозии приведет к уменьшению материальных потерь в результате коррозии трубопроводов, деталей машин, судов, мостов, морских конструкций и т.д. Не менее важной задачей является повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями, к примеру, паровые котлы, металлические контейнеры, сосуды высокого давления, мосты, детали самолётов. Надёжность является важнейшим условием при разработке оборудования АЭС и систем захоронения радиоактивных отходов. Большое значение имеет сохранность металлического фонда, мировые ресурсы которого ограничены. Кроме того, человеческий труд, затрачиваемый на проектирование и реконструкцию металлического оборудования, пострадавшего от коррозии, может быть направлен на решение других общественно полезных задач.

Цель работы: изучить сущность электрохимической коррозии металлов и способы защиты металлов от коррозии.

- изучить виды коррозии металлов;

- изучить механизм электрохимической коррозии;

- изучить методы защиты металлов от коррозии;

- провести экспериментальное исследование процесса коррозии металлов.

Теоретическаячасть

Электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация металла и восстановление окислителя протекают раздельно, но являются сопряженными процессами, сопровождающимися протеканием электрического тока. Электрохимическая коррозия следует законам электрохимической кинетики, и её скорость зависит от величины электродного потенциала. Электрохимическая коррозия может иметь место только в электропроводных системах материал – среда, т.е. для металлических материалов – в растворах и расплавах электролитов.

Причиной ее возникновения является химическая, энергетическая и другие виды неоднородности поверхности любого металла или сплава, т.е. разделение на катодные и анодные участки. Последние, имея очень малые размеры и чередуясь друг с другом, в токопроводящей среде представляют собой совокупность огромного числа короткозамкнутых микрогальванических элементов, поэтому электрохимическую коррозию часто называют гальванической коррозией.

Процессы электрохимической коррозии протекают в водных растворах. При соприкосновении металлической поверхности с раствором электролита происходит взаимодействие металла с заряженными частицами раствора и переход ионов металла в раствор. Согласно теории А.Н. Фрумкина, при взаимодействии металла и раствора протекают два сопряженных процесса:

1. Переход ионов из металла в раствор с образованием гидратированных ионов (анодный процесс): Me + mН₂O = Меn + · mН₂O + ne

2. Переход ионов из раствора с выделением их на поверхности металла в виде нейтральных атомов, входящих в состав кристаллической решетки металла (катодный процесс): Меn + · mН₂O + ne = Ме + mН₂O

Поверхность любого металла состоит из множества короткозамкнутых через сам металл микроэлектродов. Контактируя с коррозионной средой образующиеся гальванические элементы способствуют его электрохимическому разрушению.

Отличительными особенностями электрохимического процесса коррозии являются следующие:

– одновременное протекание двух раздельных процессов − окислительного (растворение металла) и восстановительного (выделение водорода, восстановление кислорода, выделение металла из раствора и др.);

– процесс растворения металла сопровождается направленным перемещением электронов в металле и ионов в электролите, т.е. возникновением электрического тока;

– продукты коррозии образуются в результате вторичных реакций.

Окислительно−восстановительные процессы, протекающие при электрохимической коррозии, могут быть представлены в виде следующих реакций:

Ме − nē→ Меn + (анодный процесс) (1)

R(ox) + nē → Rn - (катодный процесс), (2)

где R(ox) – окислитель;

Rn - (red) – восстановленная форма окислителя;

nē – количество переданных электронов.

В качестве примера электрохимической коррозии можно привести процесс окисления (ржавления) железа под воздействием воды:

А(–) Fe − 2ē → Fе 2+ (анодный процесс – растворение железа) К(+) H₂O + ½О₂ +2ē → 2OH - (катодный процесс – восстановление кислорода)

Fe 2+ + 2OH - → Fe(OH)₂ (образование продуктов коррозии)

Реакции (1) и (2) протекают сопряженно, но подчиняются своим кинетическим закономерностям. При этом необходимо соблюдение условий стационарности процесса, т.е. равенства скоростей окисления металла и восстановления окислителя. Данные реакции могут быть территориально разделены – протекать на разных участках поверхности. Из условий стационарности вытекает, что достаточно затормозить одну из сопряженных реакций, чтобы скорость всего процесса уменьшилась.

Виды электрохимической коррозии:

Коррозия в кислой среде.

Железо в кислой среде окисляется до Fe 2+ .

Процессы окисления-восстановления на электродах:А (–) Fe 0 - 2ē → Fe 2+ │1 - процесс окисления на аноде К (+) 2Н + + 2ē → Н₂↑ │1 - процесс восстановления на катоде

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию: Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + Н₂↑

Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме:Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + Н₂↑

Схема коррозионного элемента: А (–) Fe | Fe 2+ ||2H + | H₂ (+) К

Коррозия в атмосфере влажного воздуха.

Процессы окисления-восстановления на электродах: А (–) Fe 0 - 2ē → Fe 2+ │2 - процесс окисления на аноде К (+) 2H₂O + О₂ + 4ē → 4OH - │1 - процесс восстановления на катоде

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию:2Fe 0 + 2H₂O + О₂ → 2Fe 2+ + 4OH -

Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме:2Fe + 2H₂O + О₂ → 2Fe(OH)₂↓

Схема коррозионного элемента:

Коррозия в морской воде.

А (–) Fe 0 -2ē → Fe 2+

Схема коррозионного элемента: А (–) Fe | Fe 2+ ||2H₂O | H₂; 2OH - (+) К

Основным отличием процессов электрохимической коррозии от процессов в гальваническом элементе является отсутствие внешней цепи. Электроны в процессе коррозии не выходят из корродирующего металла, а двигаются внутри металла.

Процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией. Вещества, при участии которых осуществляется деполяризация, называются деполяризаторами. На практике чаще всего приходится встречаться с двумя типами деполяризации: водородной и кислородной.

В кислой среде электрохимическая коррозия протекает с водородной деполяризацией. Рассмотрим коррозию железной пластинки с примесями меди во влажной хлористоводородной атмосфере. В этом случае железо будет анодом (E°= –0,44В), а медь – катодом (E°=+0,34В). На анодном участке будет происходить процесс окисления железа, а на катодном – процесс деполяризации ионами водорода, которые присутствуют в электролите:

А (–) Fe – 2ē → Fe 2+ – окисление

К (+) 2H + + 2ē → H₂↑ – восстановление

Схема возникающего короткозамкнутого гальванического элемента выглядит следующим образом:

A (–) Fe | HCl | Cu (+) К

В нейтральной среде коррозия протекает с кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почве и в незагрязненной промышленными газами атмосфере. Если коррозии во влажном воздухе подвергается железо с примесями меди, то электродные процессы можно записать в виде:

К (+) 2H₂O + O₂ + 4ē → 4OH - – восстановление

Схема короткозамкнутого гальванического элемента:

У поверхности металла в электролите протекают следующие реакции:

Методы защиты металлов от коррозии

При разработке методов защиты от коррозии используют различные способы снижения скорости коррозии, которые выбираются в зависимости от характера коррозии и условий ее протекания. Выбор того или иного способа определяется его эффективностью, а также экономической целесообразностью.

В зависимости от причин, вызывающих коррозию, различают следующие методы защиты.

1) Легирование. Применяется для изменения или улучшения физических и химических свойств металлов, сплавов. В особенности, для придания металлам и сплавам повышенной коррозионной стойкости. Металл, подвергшийся легированию, называется легированным.

2) Наиболее распространены неметаллические защитные покрытия –эмали, лаки, краски, пластмассы, различные смолы, полимеры. Защитное действие этих покрытий сводится в основном к изоляции металлов от окружающей среды. Достоинство этого способа защиты – простота технологии их нанесения. Недостаток – легко разрушаются из-за хрупкости и растрескивания при тепловых и механических ударах; эти покрытия защищают до тех пор, пока сохраняется их целостность.

3) Металлические защитные покрытия.

Классифицируя металлопокрытия по способу защиты основного металла, их обычно подразделяют на катодные и анодные.

Анодные покрытия. Если на металл нанести покрытие из другого, более электроотрицательного металла, то в случае возникновения условий для электрохимической коррозии разрушаться будет покрытие, т.к. оно будет выполнять роль анода. В этом случае покрытие называется анодным. Примером анодного покрытия может служить хром, нанесенный на железо. В случае нарушения целостности покрытия при контакте с влажным воздухом будет работать гальванический элемент:

на аноде: Cr – 2ē → Cr 2+

Cr 2+ + 2 OH – → Cr(OH)₂

Гидроксид хрома (II) окисляется кислородом воздуха до Cr(OH)₃:

Катодные покрытия. У катодного покрытия стандартный электродный потенциал более положителен, чем у защищаемого металла. Пока слой покрытия изолирует металл от окружающей среды, электрохимическая коррозия не протекает. При нарушении целостности катодного покрытия оно перестает защищать металл от коррозии. Более того, оно даже интенсифицирует коррозию основного металла, т.к. в возникающей гальванопаре анодом служит основной металл, который будет разрушаться. В качестве примера можно привести оловянное покрытие на железе (луженое железо). Рассмотрим работу гальванического элемента, возникающего в этом случае (например, в атмосфере влажного воздуха).

на аноде: Fe – 2ē → Fe 2+

Fe 2+ + 2 OH – → Fe(OH)₂

Разрушается защищаемый металл. Таким образом, при сравнении свойств анодных и катодных покрытий можно сделать вывод, что наиболее эффективными являются анодные покрытия. Они защищают основной металл даже в случае нарушения целостности покрытия, тогда как катодные покрытия защищают металл лишь механически.

4) Электрохимическая защита - перевод металла в коррозионно-устойчивое состояние путём торможения катодных и анодных реакций коррозионного процесса электрохимическими методами. Различают три вида электрохимической защиты: катодная, протекторная и анодная.

Катодная защита. Суть катодной защиты заключается в том, что защищаемое изделие подключается к отрицательному полюсу источника электрического напряжения, т.о. становится катодом. В качестве противоэлектрода используется металлический лом или графит.

Протекторная защита. Суть протекторной защиты состоит в следующем. К изделию, подвергающемуся электрохимической коррозии, присоединяют деталь-протектор из более активного металла, чем металлы изделия: протектор является анодом и будет разрушаться, а изделие останется неизменным.

Анодная защита. Анодная защита используется только для тех металлов, которые при анодной нагрузке способны образовывать на своей поверхности пассивные оксидные или солевые пленки, защищающие металл от коррозии, например, железо в серной кислоте. Анодная защита отличается от катодной тем, что защищаемая конструкция присоединяется к положительному полюсу внешнего источника тока.

5) Обработка внешней среды, в которой протекает коррозия. Сущность метода заключается либо в удалении из окружающей среды тех веществ, которые выполняют роль деполяризатора, либо в изоляции металла от деполяризатора. Максимально замедлить процесс коррозии можно путем введения в окружающую среду специальных веществ – ингибиторов. Механизм действия ингибиторов заключается в том, что их молекулы адсорбируются на поверхности металла, препятствуя протеканию электродных процессов.

Данные способы защиты находят широкое применение в промышленности в силу многих своих преимуществ – уменьшения потерь материалов, увеличения толщины покрытия, наносимого за один слой, уменьшения расхода растворителей, улучшение условий производства окрасочных работ и т.д. Защита от коррозии является одной из важнейших проблем, имеющей большое значение для народного хозяйства.

Задачи практической части работы:

- исследовать влияние различных сред на коррозию железа;

- изучить электрохимическую коррозию при контакте металлов;

- ознакомиться с защитными свойствами анодных и катодных покрытий.

Опыт 1. Изучение влияния среды на коррозию железа

Посуда и реактивы: пять химических пробирок, пять железных гвоздей, водопроводная вода, дистиллированная вода, 0,1н раствор хлорида натрия, 0,1н раствор гидроксида натрия, 0,1н раствор соляной кислоты.

Порядок выполнения работы

Пять одинаковых железных гвоздей опускают в пять пробирок. В первую пробирку приливают 0,1н раствор NaCl, во вторую – 0,1н раствор NaOH, в третью – 0,1н раствор HCl, в четвертую – дистиллированную воду, в пятую – водопроводную воду. Закрывают пробирки пробками и в течение месяца наблюдают за происходящими изменениями.

Чем обработать металл, чтобы не ржавел: химические средства и народные методы

В каждом доме есть множество металлических изделий. Они достаточно износостойкие и практичные, но со временем подвергаются коррозии. Это связано с тем, что железо легко вступает в реакцию с окружающей средой, из-за чего покрывается ржавчиной. Чтобы предупредить такой разрушительный процесс, рекомендуем узнать, чем покрыть металл от коррозии, и периодически проводить профилактические мероприятия. Если коррозийное повреждение на поверхности уже возникло, его необходимо правильно обработать. Для этого применяются как специальные средства, так и народные методы.

Почему образуется ржавчина

Любая среда считается агрессивной для незащищенного металла. По этой причине его поверхностный слой постоянно подвергается всевозможным химическим реакциям. Впоследствии возникают ржавые пятна, теряется внешний вид изделия, ухудшаются его прочностные характеристики.

Вдобавок от коррозии страдают устройства из железа, постоянно находящиеся в условиях чрезмерных температур: элементы двигателей, печная арматура, турбинные лопасти. Коррозионному разрушению также подвержены металлические основания, которые продолжительно соприкасаются с различными жидкостями (водой, спиртом).

Как бороться со ржавчиной

На практике применяются много проверенных методов, позволяющих продлить эксплуатационный срок железных изделий. Но самые действенные из них – обработка химпрепаратами (например, ингибиторными составами). После нанесения их тонким слоем металлическая поверхность приобретает надежную защиту от разрушения. Подобные составы зачастую применяются с профилактической целью. Среди прочих высокоэффективных способов стоит отметить устранение ржавчины вручную либо электроинструментами, народные средства, нанесение антикоррозийных веществ.

Механическая чистка

Ручная обработка железа от коррозии предполагает применение жесткой щетки либо крупнозернистой наждачки. Детали допускается обрабатывать во влажном или сухом виде. В первом случае наждачная бумага смачивается в керосине, во втором – происходит простое соскабливание ржавчины.

Вдобавок выполнить механическую чистку ржавеющих материалов возможно при помощи таких инструментов:

болгарка;
электродрель (в качестве насадки – щетка для металла);
шлифовальная машинка;
пескоструйный аппарат.

Ручной способ используется на малых площадях, позволяет очистить поверхности тщательно. Электроинструменты значительно ускоряют процесс, в то же время способны навредить деталям. При их обработке удаляется сравнительно большой слой металла. Аккуратно убрать коррозию поможет пескоструйное устройство. Оно не всем доступно из-за высокой стоимости.

Обработка химическими средствами

Все химпрепараты разделяют на 2 группы: преобразователи ржавчины и кислоты. Под последними нередко подозревают обыкновенные растворители.

Влажной тряпкой протереть железо от пыли.
Убрать с основания остатки влаги.
Используя силиконовую кисть, тонким слоем нанести на предмет кислотосодержащий раствор.
Выждать полчаса, пока вещество прореагирует с поврежденной поверхностью.
Вытереть обработанный участок сухой ветошью.

Внимание! Прежде чем применять химические препараты, нужно надеть спецодежду, защитные перчатки.

Ортофосфорная кислота обладает многими преимуществами перед иными составами: щадяще влияют на поврежденные изделия, хорошо очищает, впоследствии обеспечивает защиту стали от коррозии.

Преобразователями ржавчины обыкновенно покрывается вся металлическая поверхность. В итоге образуется слой, который в будущем предупреждает коррозийное разрушение предмета. Как только раствор хорошо высохнет, основание можно покрасить. На сегодня выпускается огромное количество таких препаратов, среди самых востребованных стоит отметить:

Модификатор ржавчины Berner. Зачастую применяется для болтов либо гаек, которые невозможно демонтировать.
Аэрозоль «Цинкор». Оказывает обезжиривающий эффект, восстанавливает ржавые предметы, образует на них сплошную защитную пленку.
Уничтожитель ржавчины В-52. Быстродействующий гель, который после нанесения не растекается, устраняет даже глубокую коррозию.
Преобразователь СФ-1. Применяется для изделий, сделанных из чугуна, алюминия, а также оцинкованных. Удаляет ржавые пятна, после обработки обеспечивает защиту металла от ржавчины, увеличивает период его полезной эксплуатации.

Применение антикоррозийных препаратов

Известная фирма «Rocket Chemical» выпускает огромный ассортимент качественной противокоррозионной продукции. Высокой эффективностью отличаются такие средства:

Литиевая смазка. После покрытия петель дверей, тросов, цепей и прочих элементов обеспечивает надежную защиту от ржавчины. Вместе с тем на поверхности обработанных изделий формируется устойчивая к влиянию воды пленка.
Ингибитор продолжительного воздействия. Впоследствии обработки металлические детали могут размещаться в уличных условиях на протяжении года: они надежно защищены от атмосферного влияния, провоцирующего коррозию.
Силиконовая смазка. Допускается наносить на металлические основания с включениями из пластика, резины. Она мгновенно высыхает, в результате образуется прозрачное защитное покрытие.
Раствор для устранения коррозийных пятен. Не содержит токсичные компоненты, используется для обработки стройматериалов, кухонных принадлежностей.
Спрей от ржавчины. Подходит для применения в труднодоступных зонах, где требуется глубокое проникновение. После нанесения препятствует повторному появлению ржавых пятнышек. Это средство нередко применяется для противокоррозионной защиты резьбовых соединений, болтов.

Важно! Антикоррозийные препараты состоят из токсичных химических компонентов. Работать с ними необходимо в респираторе. Это позволит обезопасить дыхательную систему от раздражения.

Универсальный спрей улучшает откручивание болтовых соединений, вытесняет влагу, защищает от коррозии тонкой пленкой Источник img2.mx-quad.fr

Видео описание

Разрушитель ржавчины-убийца WD-40,или лайфхак с WD-40

Народные средства

Если химические составы отсутствуют либо работать с ними нельзя, ржавчину с металлических изделий можно попробовать убрать с помощью бытовой химии, прочих эффективных растворов. Некоторые из них придется приготовить самостоятельно.

Cilit

Гель предназначен для устранения ржавчины в кухне, ванной. Его часто применяют для очищения кранов, смесителей, металлических приборов, иных железных изделий. Прежде чем использовать состав, важно учесть, что он способен разъесть краску.

Керосин и парафин

Рекомендуемое соотношение ингредиентов – 10:1. После соединения компонентов средство необходимо выдержать на протяжении суток, затем нанести на поврежденные ржавчиной элементы. Спустя 12 часов обработанное место следует протереть сухой тряпкой. Подобный метод отлично подойдет для стройматериалов, инструментов.

Coca Cola

Щелочной состав напитка уничтожает коррозийные пятна. Способ применения: погрузить поврежденный предмет в жидкость либо обильно смочить тряпкой. По прошествии суток изделие следует промыть проточной водой.

Каустическая сода

Для приготовления средства необходимо подготовить:

формалин (40%) – 250 г;
вода – 0,3 л;
аммоний, каустическая сода – по 50 г.

Получившуюся после соединения указанных ингредиентов пасту следует разбавить в литре воды, потом в готовый раствор опустить ржавые детали. Время чистки напрямую зависит от степени повреждения материала, может составлять 15-30 минут. На завершающем этапе металлическое изделие необходимо прополоскать, затем вытереть насухо.

Перекись водорода

Устранить ржавчину с железных деталей возможно с помощью раствора из таких компонентов:

лимонная кислота – 40 г;
соль – столовая ложка;
перекись водорода – 100 г.

Приготовленную смесь следует поместить в удобную емкость, опустить в нее ржавые элементы. Начало реакции наблюдается практически сразу же, спустя два часа с железа полностью исчезают красные оксиды.

Чтобы продлить срок службы металлических изделий, всегда важно помнить: защита от ржавчины нужна для каждого предмета, который изготовлен из металла. Если не предпринимать профилактические меры, впоследствии придется устранять ржавые пятна при помощи сильнодействующих препаратов.

Термообработка

Эффективный способ выполнить тепловую очистку пораженных металлических поверхностей – применить промышленный парогенератор. В домашних условиях возможно воспользоваться строительным феном. Горячая воздушная струя отлично размягчит верхний слой поврежденного основания, затем ржавчина начнет дробиться на мелкие частицы, легко удаляться потоком воздуха. Подобный метод чрезвычайно актуален в местах, где снять предмет затруднительно.

Еще один альтернативный вариант термообработки железа – использовать кислородно-ацетиленовую горелку. Во время ее применения возникает слишком яркое пламя. Через него нельзя увидеть уцелевшие остатки ржавчины. Потому выжигания коррозии следует продолжать до полного исчезновения поражения.

Обработки поверхности кипятком. Затем нужно будет вручную убрать рыхлую часть.
Нагрева огнем. Снимать налет требуется в процессе работы. Катализатором может служить перекись водорода.
Применения паровой швабры, отпаривателя. Очищение происходит под воздействием сильной струи горячего пара.

Внимание! Во всех вариантах тепловой очистки предварительно важно убедиться, что деталь не содержит пластмассовых или деревянных элементов, которые легко плавятся, воспламеняются.

Удаление ржавчины. Парогенератор: быстро, эффективно.

Заключение

Поскольку металлические изделия применяются повсеместно, за ними необходимо ухаживать. Первым делом следует узнать, как защитить металл от ржавчины. Своевременные профилактические мероприятия не допустят возникновения ржавых пятен, а значит с ними впоследствии не придется бороться. Если же коррозионные процессы все же начали развиваться, в первую очередь желательно испробовать щадящие народные средства. Если желаемый результат достигнуть не получилось, остается прибегнуть к химическим препаратам, сильнодействующим составам.

Чем обработать медь от окисления: эффективные средства + способы защиты

Области техники, связанные с электроэнергией, не обходятся сегодня без применения меди. Этот металл характеризуется низким удельным сопротивлением, что привело к её использованию в изготовлении двигателей и проводов. Меди нашли и бытовое применение. Из неё производят высококачественную посуду и элементы декора.

Почему медь окисляется

Цвет металла, которого не коснулся процесс окисления, варьируется от золотисто-розового до красно-золотистого. С течением времени медные изделия покрываются налетом зеленого цвета разной степени яркости.

Причины появления оксидной пленки:

Окислительные процессы, возникающие случайным или специальным образом. Медь намеренно окисляют для искусственного состаривания предметов.
Жидкость и влага, провоцирующие образование патины на поверхности металла.
Контакт с воздухом необработанной меди, приводящий к окислению и образованию пленки.
Пот, как и любая жидкость, провоцирует окисление. Медные украшения покрываются патиной из-за близости к кожному покрову. Активное возникновение оксидной пленки свидетельствует о возможных проблемах со стороны ЖКТ.

Влияние воды

Жидкость способна разрушать металл, поэтому медь также подвержена коррозии вследствие влияния воды. Кислород, содержащийся в жидкости, ускоряет разрушительный процесс. Количество кислорода прямо пропорционально скорости появления коррозии. Вода с низким уровнем кислотности и наличие ионов хлора провоцируют разрушение меди, которое может протекать точечно или ударно.

Металл защищается от коррозии оксидной пленкой, которая не допускает разъедание структуры меди. Патина сохраняет поверхность от разрушения. Оксидная пленка проявляется спустя 2 месяца непрерывного контакта с жидкостью. Такое покрытие бывает:

сульфатным. Отличается темным оттенком. Характеризуется низкой прочностью и рыхлой текстурой;
карбонатным. Проявляется зеленым оттенком. Обладает высокой прочностью.

Медь широко применяется при изготовлении трубопроводов. Наличие примесей цинка, алюминия и железа в жидкости, имеющей контакт с медными трубами, ускоряет процесс разрушения. Сохранить целостность металла поможет нанесение слоя олова на медную поверхность.

Основные правила ухода за изделиями из меди

Медная бижутерия будет долго выглядеть хорошо, если покрыть ее слоем лака для металла. Обновленный слой не даст проявиться патине на украшениях.
Своевременная чистка ювелирных изделий после носки придаст блеск и сбережет от окисления. Влажная ткань удалит следы пота, а сухая – избавит от контакта с водой.
Медные украшения принято хранить изолированно друг от друга в шкатулке. Фланелевая ткань обеспечит дополнительную защиту от влаги. Бижутерия, хранящаяся в шкатулке без доступа солнечных лучей, прослужит не один год.
При готовке в медной посуде следует использовать силиконовые лопатки и деревянные ложки.
Чистящие средства для мытья и хлорные добавки противопоказаны для меди. Нельзя использовать скребки и щетки, которые наносят царапины на поверхность.
Чтобы вымыть медную посуду, используйте гели без абразивных частиц. Чистая и сухая медь долго не подвергается коррозии.

Как защитить медь от окисления

Характерный золотисто-красный оттенок меди сохранится только в случае нанесения защитного слоя в виде лака.

Кислород провоцирует окислительные процессы, в результате которых металл обретает коричневый оттенок. Патина зеленоватого тона подлежит растворению, поскольку под этим слоем скрывается медь.

Медные фасады на зданиях теряют внешний вид из-за осадков. Растворимые соли меди, которые все чаще встречаются в окружающей среде, выпадают с дождями и снегом. Предотвратить загрязнение фасадов можно путем нанесения консервирующего состава с соблюдением предварительной очистки.

Соляная кислота в виде 10%-ого спиртового раствора используется для очищения медных изделий. Жидкость наносят на поверхность, тщательно полируют мягкой тканью до появления металлического блеска и смывают остатки кислоты водой.

При работе с соляной кислотой следует соблюдать правила безопасности:

Используйте резиновые перчатки и защитные очки, чтобы не допустить попадания едкой жидкости на кожу и в глаза.
Храните соляную кислоту только в кислотоупорной емкости, поскольку металл под действием раствора разрушается.
Не оставляйте без присмотра остатки кислоты. Выбрасывайте только в мусоросборник для едких жидкостей.

Для очистки меди подойдет не только соляная, но и любая другая сильная кислота, например, уксусная Источник Turka.life

Простой и эффективный способ очистки меди.

После обработки кислотой металл просушивают и покрывают защитным материалом. Двухкомпонентный акриловый лак, применяемый автомобилистами, отлично подходит в качестве защитного слоя. Бесцветную жидкость применяют в пропорции с растворителем 3:1 или 2:1 в зависимости от вида. Добавление 10-15%-ого разбавителя обеспечит хорошее нанесение на металл. Недостатком такой обработки считается высокая стоимость лака. «Замедленный» отвердитель увеличит скорость высыхания защитного покрытия.

Однокомпонентные акриловые лаки не отличаются высокой стойкостью. Для внутренних работ применяют комбинированный нитролак. Хорошо зарекомендовал себя производитель «Zapon». Использование лака на искусственных смолах недопустимо при работе с данным металлом, так как в результате обработки вырабатывается соль зеленого цвета. Лаковое покрытие прослужит дольше, если наносить на поверхность не менее трех слоев. Каждое нанесение сопровождается сушкой предыдущего слоя в течение одного дня.

Как очистить медь от зеленого, черного и белого налета?

Придать металлу характерный цвет можно с помощью подручных средств либо специальных растворов. Существуют следующие способы:

лимонный сок справляется с черным налетом на меди, если натереть им изделие, а после промыть чистой водой и хорошо просушить;
вернуть медным изделиям красноватый оттенок поможет томатная паста. Эти продукты содержат кислоты, которые легко устраняют белый налет с поверхности металла. Для очищения смешивают соус с солью в соотношении 2:1 и наносят смесь на изделие. Через 10 минут работы с губкой стенки посуды обретут естественный цвет. После снятия налета вещь вытирают сухой тряпкой;

ортофосфорная кислота, входящая в состав популярной газировки «Coca-Cola», устранит зеленый налет без лишних усилий. Потребуется емкость для изделия из меди и 2-3 дня времени. Залейте посуду напитком и оставьте на пару дней;
кисломолочные напитки в соединении с солью также борются с белым налетом. Потребуется стакан жидкости и одна столовая ложка поваренной соли. Натрите полученной смесью кухонную утварь с помощью губки или ткани. После мытья просушите изделие;
вернуть блеск меди поможет керосин и мел. Кашицу из такого состава втирают в поверхность меди до устранения налета;
щавелевая кислота в соединении со скипидаром и этиловым спиртом удаляют зеленый налет. Нанесите жидкий раствор на поверхность меди губкой, а затем промойте и протрите;
при наличии серьезных загрязнений используют амидосерную кислоту. Вещество быстро устранит пятна, поскольку достаточно агрессивно;
аммиак также способен очистить медь от потемнения. Смоченная в растворе губка легко смоет налет. Любые работы с веществом необходимо проводить на открытом воздухе, поскольку существует риск отравления аммиачными парами.

Народные средства

Продукты, которые найдутся в любом доме, могут использоваться для придания медным изделиям первоначального вида.

Чистка меди нашатырным спиртом

Меловая крошка и бесцветная жидкость с резким запахом помогут придать медной посуде и украшениям былой блеск. Мел полирует и устраняет загрязнения. После очистки достаточно удалить остатки эмульсии с поверхности.

Вазелиновое масло

Вещество подойдет для очищения предметов небольшого размера. Для этого необходимо нагреть вазелиновое масло на плите, довести до состояния кипения и оставить на небольшом огне. В кипящую жидкость окунают, например, медную монету и кипятят. Под воздействием высоких температур оксидная пленка, ржавчина и потемнения растворятся. Снять остатки масла с изделия поможет этиловый спирт.

Как очистить медь: простой и дешёвый способ.

Содовый раствор

Изделия из меди можно очищать при помощи раствора пищевой соды. Смесь готовят, соединяя 5 столовых ложек воды с 2 столовыми ложками соды, и наносят приготовленную кашицу на медные изделия. Очистка происходит в емкости, в которую полностью погружены предметы. Длительность процесса зависит от степени загрязнения и может достигать двух недель. Воздействие щетки ускорит очищение поверхности меди. После окончания процедуры вещи промываются водой и просушиваются.

Сушка предметов может происходить в специальном сушильном шкафу при температуре близкой к 100°С. В домашних условиях для просушки медных предметов используют бумажные полотенца. Мягкая структура полотенец не нанесет царапины на поверхность старинных изделий, а сложенная в несколько слоев подложка сверху и снизу обеспечит одновременное впитывание влаги. Чтобы исключить образование оксидной пленки на поверхности меди, применяют натирание изделий газетными листами с черно-белой печатью.

Крепкий содовый раствор способен растворить оксидную пленку на поверхности меди Источник Livemaster.by

«Кока-Кола»

Оригинальный способ очистки для ценителей медных украшений может предложить известный напиток. Газированная шипучка с ортофосфорной кислотой в составе легко справляется с любым налетом. Для удаления пятен стеклянную емкость наполняют «Кока-Колой» и погружают в нее необходимый предмет. Через несколько дней загрязнения исчезнут, а медное изделие приобретет прежний вид. Ускорить процесс очищения можно воздействием небольших температур. В качестве источника тепла можно использовать батарею.

Чистка меди ортофосфорной кислотой

Устранить результат окисления металла поможет раствор ортофосфорной кислоты. 15-30%-ой жидкостью намазывают изделие при помощи кисти, пульверизатора либо полностью опускают в кислоту. Через несколько минут следы ржавчины исчезнут. При необходимости процедуру повторяют, а остатки раствора и загрязнений снимают мягкой тканью.

Цитрусовые

Пятна и оксидный налет можно устранить натиранием мякотью цитрусового фрукта. По окончании процесса достаточно промыть изделие под проточной водой.

Лимонный сок

Тряпка, смоченная в соке лимона – отличный способ очистки меди привычными в быту средствами.

Чистка кетчупом

Томаты содержат в составе достаточное количество кислот, способных устранить пятна на медных предметах и вернуть им характерный цвет. Чтобы избавиться от темного налета на поверхности, достаточно нанести томатную пасту или кетчуп на металлическое изделие. Через час можно удалить остатки грязи хлопковой тканью.

Амидосерная кислота

Едкая жидкость, нанесенная на тряпку, способна бороться с черным налетом на медных предметах. Процесс очистки сопровождается натиранием поверхности до момента полного устранения пятен.

Механические способы чистки

Стойкие загрязнения могут потребовать применения контролируемого механического вмешательства.

Для этого способа очистки соблюдают следующие шаги:

При контакте медных изделий с руками на предметах остается соленый налет. Устранить такое загрязнение поможет помещение в дистиллированную воду в течение часа.
Чтобы избежать возникновения царапин при последующей чистке, необходимо пропитать вещь синтетической смолой.
Очистка меди проводится одним из перечисленных выше способов. Для особо ценных изделий применяют щадящие методы, требующие длительного периода времени.

Сода и соль в качестве абразивов используются для удаления трудных загрязнений. Натирание проходит с применением хлопчатобумажной ткани.

Придать медным изделиям металлический блеск можно при помощи веществ, которые присутствуют в каждом доме. Своевременная очистка и соблюдение условий хранения сохранят внешний вид предметов.

Читайте также: