Методы защиты металлических конструкций от коррозии

Обновлено: 19.05.2024

Антикоррозийную защиту металлоконструкций можно разделить на два разных класса решения проблемы возникающей коррозии :
1) Ингибиторы коррозии (общее название веществ, подавляющих или задерживающих течение физиологических и физико-химических процессов коррозии) нанесение которых создает защитный слой металлоконструкции от коррозии.
2) Протекторы - изолируемая от коррозии поверхность защищается другой более восприимчевой к агрессивной окружающей среде поверхностью, тем самым образуя дополнительный подвергаемый коррозии слой.

В данной статье рассмотрятся несколько вариантов ингибиторов коррозии и протекторов, а именно антикоррозийных покрытий от компании АКТЕРМ.

Проблемы вызываемые коррозией в металлоконструкциях

Ржавчина труб, ржавчина на трубах

Ржавчина в баках / резервуарах

Коррозия железа в фасаде

Вышедшие из строя средства от коррозии

Ниже будут рассмотрены самые популярные виды антикоррозийной защиты металла от коррозии - разрабатываемые компанией-производителем АКТЕРМ. Все средства проверены в качестве материалов защиты от коррозии.

Для уменьшения времени на выбор материала, рекомендуем проконсультироваться со специалистом компании АКТЕРМ, для принятия наиболее выгодного решения по выбору способа защиты металла от коррозии.

Подготовка поверхности металла перед подкраской антикоррозией

Срок службы и противокоррозионная эффективность покрытия зависят от подготовки поверхности

Подготовка поверхности перед обработкой грунт-эмалью 3 в 1

Перед нанесением покрытия при необходимости подложку отмыть от масляных и жировых загрязнений растворителями или водными моющими растворами; от грязи и водорастворимых веществ чистой пресной водой. Непрочно держащиеся слои старой краски или ржавчины необходимо зачистить или зашлифовать.

Подготовка поверхности стальных конструкций регламентная в соответствии с ИСО 8501-1 до степени Sa 2½. При согласовании с технической службой производителя в некоторых случаях возможна подготовка до степени St 2.

Подготовка поверхности перед холодным цинкованием
Очистить металл от пыли и грязи.

Подготовка поверхности перед обработкой быстро-сонхущей антикоррозией на воде
Очистить обрабатываемую поверхность от рыхлой ржавчины грязи, пыли, масел и старой отслоившейся краски.

Подготовка поверхности перед обработкой смолой и отверждением изоцианатом
Стальные конструкции: пескоструйная обработка до степени 2,5.
Новый металл: обезжиривание моющими составами, щелочное травление.
Оцинкованная сталь: отсутствие снижающих адгезию веществ (жиры, масла, пыль, грязь, продукты коррозии цинка (белая пыль) и т.п.)

Антикоррозийная краска как защита металлоконструкций

Антикоррозийная краска - жидкий материал, наносимый традиционными для красок способами на металл, защищающий его от коррозии, тоесть является ингибитором коррозии. В подававляющем большинстве случаев антикоррозийной краске придают желаемый цвет, добавляя цветовые пегменты. Компания АКТЕРМ рекомендует использовать грунт-эмаль 3 в 1 АКТЕРМ Plast в качестве антикоррозийной защиты металлоконструкций

АКТЕРМ Грунт-эмаль Plast

Однокомпонентное быстросохнущее декоративное покрытие, применяется в качестве антикоррозийной защиты металлоконструкций, мосты, вышки сотовой связи, корпуса судов, кузовов автотранспорта и подвижного состава, эксплуатирующихся в условиях воздействия внешних климатических факторов. Стойкость к атмосферным воздействиям до 10 лет.
Колеруется в RAL.
Универсальная антикоррозийная защита металла

Антикоррозийные краски могут иметь теплоотражающие (теплоизорищующие) свойства, помимо антикоррозийных - такими свойствами обладает материал АКТЕРМ Антикор

Антикоррозийная краска может так же иметь электро-химические свойства защиты, в этом случае применяется нанесение цинка (холодное цинкование) как покрытие металла - фактически используется цинковая краска, которая называется составом холодного цинкования.

АКТЕРМ Цинк

Состав холодного цинкования в основе которого находится 96% цинка, обладает электрохимической защитой металла, а также протекторным действием – сравним по защитным свойствам с горячим и гальваническим способами цинкования. Состав пригоден для наружных и внутри проветриваемых помещений.
Электро-химическая защита металла + антикоррозия металла

Так же применяются полеуретановые составы для придания антикоррозийному материалу повышенных свойств абразивоустойчивости и предотвращающие разрушение металла - АКТЕРМ Антикор ПУ - такой состав можно отнести к классу “протекторов металла от коррозии”.

АКТЕРМ Антикор ПУ

Двухкомпонентное покрытие, применяется в виде самостоятельного защитно-декоративного противокоррозионного протектора для наружных поверхностей, резервуаров , цистерн, вагонов, кузовов и узлов автотранспорта и подвижного состава, конструкций из стали, чугуна, алюминиевых и титановых сплавов, эксплуатируемых во всех типах атмосферы и нагрузки категорий С2-С4. Защита до 20 лет.Колеруется в RAL.
Абразивоустойчивость + предотвращение разрушения + антикоррозия

Электрохимичесткая защита металлоконструкций

В качестве протектора для электрохимической защиты металла применяется состав холодного цинкования.
Процесс глубокой электрохимической защиты металла от коррозии называется холодное цинкование металла.
Цинковые проекторы применяют для защиты изделий от разрушающей коррозии вызванной экстремальными
погодными условиями, наличием соленой морской воды в непосредственном контакте с металлической поверхностью.

Преобразователи ржавчины для защиты металлоконструкций от коррозии

В ассортименте продукции компании представлен материал обладающий свойствами преобразователя ржавчины -
АКТЕРМ Plast Грунт-Эмаль 3 в 1 - одно из трех свойств есть преобразование ржавчины, помимо эмали и грунтовки.
При работе необходимо наносить материал на предварительно обработанную поверхность, убрав не прочно держащуюся
ржавчину при помощи сподручных средств, позволяющих “отшкурить” поверхность.

Однокомпонентное быстросохнущее декоративное покрытие, применяется в качестве антикоррозийное защиты металлоконструкций, мосты, вышки сотовой связи, корпуса судов, кузовов автотранспорта и подвижного состава, эксплуатирующихся в условиях воздействия внешних климатических факторов. Стойкость к атмосферным воздействиям до 10 лет.
Колеруется в RAL.
Универсальная антикоррозийная защита металла

Покрытия от ржавчины

В разделе Антикоррозийная защита представлены все актуальные покрытия от ржавчины, выпускаемые компанией
АКТЕРМ. В зависимости от условий использования, условий нанесения, а так же других причин - вы сможете подобрать
наиболее подходящее для себя покрытие от ржавчины.

Грунт-эмаль 3 В 1 по ржавчине или эмаль по ржавчине

АКТЕРМ Plast Грунт-Эмаль 3 в 1 - позиционируется как универсальное антикоррозийное средство с тройным действием,
после нанесения: 1) антикоррозийная грунтовка 2) преобразование ржавчины 3) декоративные свойства (колеровка
в цвет по RAL).

По сравнению с существующими аналогами разработка компании АКТЕРМ - Грунт-эмаль Plast 3 в 1 обладает ключевыми
особенностями: материал быстро сохнет и имеет превосходные свойства: водостойкость, химическая стойкость,
анти-коррозия .

Состав холодного цинкования

Принцип работы составов холодного цинкования в качестве антикоррозийной защиты металлоконструкций относится
к классу протекторов, цинк, наносимый на защищаемую поверхность, выступает в роли анода, отдавая тем самым
электроны катоду - защищаемой железной поверхности, образовывая цинковые соединения останавливающие
физические процессы коррозии.

В ассортименте компании АКТЕРМ представлены два вида составов холодного цинкования, АКТЕРМ ЦИНК и
АКТЕРМ ЦИНК Про. Принципиальное их отличие - то что ЦИНК Про является двухкомпонентным покрытием, которое
можно называть цинковой грунтовкой. ЦИНК Про предназначен для экстремальных погодных условий, частого
взаимодействия поверхности с соленой морской водой и прочими жесткими погодными условиями.

Более подробно о составах холодного цинкования, а так же их особенностях вы можете ознакомиться в статье Холодное цинкование.

АКТЕРМ Цинк ПРО

двухкомпонентный цинконаполненный эпоксидный грунт, обеспечит надежную защиту конструкции на открытом воздухе в условиях повышенной влажности, в соленой и морской воде, щелочей, горюче-смазочных материалов, химостойкое, ударопрочное глянцевое покрытие. Применение: суда, морские сооружения, нефте-перерабатывающие и целлюлозно-бумажные заводы, мосты, электростанции, подвижной состав.Срок службы до 25 лет.
Состав холодного цинкования для экстремальных погодных условий

Способы нанесения антикоррозийной защиты металлоконструкций

Нанесение кистью

Самый популярный способ нанесения - используйте кисть с синтетическим волокном

Нанесение валиком

Используется любой строительный валик с мелким ворсом

Безвоздушное распыление

Профессиональный метод нанесения антикоррозийной краски для защиты металла GRACO и другие

Защита металлоконструкций

Все металлы кажутся прочными и долговечными, поэтому тот факт, что из-за внешнего воздействия они деформируются или разрушаются, кажется маловероятным. А между тем это вполне возможно и зависит от того, как происходит дальнейший уход.

Защита металлоконструкций от коррозии и пожара сегодня в центре нашего внимания. Рассмотрим важный вопрос, как уберечь металл от агрессивной среды, и дадим полезные советы по профилактике.

Защита металлоконструкций от коррозии

Коррозия представляет собой разрушение металлов и сплавов под действием внешних факторов. Данный процесс имеет электрохимическую либо химическую природу и негативно отражается на функциях и продолжительности службы изделия.

Еще на этапе проектирования важно продумать защиту строительных металлоконструкций от коррозии, включить в смету затраты на данные мероприятия. В строительных нормах и правилах (СНиП) подобные методы названы конструктивными. Согласно определению, в соответствии с данными способами подбирают материалы и способы их нанесения, чтобы минимизировать соприкосновение металлических поверхностей с агрессивной средой.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

В СНиП по защите металлоконструкций говорится о необходимости выбора защитного покрытия, а также рекомендуются способы оптимального использования изделий. Необходимо:

устранить все присутствующие на поверхностях предмета щели и углубления, в которых может собираться влага либо образовываться аномальная область нагрева/охлаждения, что чревато разрушением антикоррозийного покрытия;
закрыть металл от попадания брызг, водяных капель;
ввести в агрессивную среду специальные ингибиторы.

Пассивная антикоррозийная защита металлоконструкций

Данный подход является наименее эффективным и предполагает обработку поверхности металла любым лакокрасочным покрытием. Подобная защита стальных конструкций не способна обеспечивать должный результат в течение значительного отрезка времени в связи с такими факторами:

Металлы имеют отличную теплопроводность, поэтому покрытие подвержено частым перепадам температуры, из-за чего за пять лет утрачивает свои свойства и требует замены.
Защита объемных стальных конструкций с использованием лакокрасочного покрытия является слишком трудоемкой. Дело в том, что перед нанесением такого слоя требуется удалить с металла оксидную пленку, после чего загрунтовать все поверхности.

Активные методы защиты металлоконструкций от коррозии

Речь идет о методах защиты металлоконструкций от коррозии в соответствии с ГОСТами, благодаря которым обеспечивается повышенная стойкость ферросплавов и изделий на их основе:

Горячее цинкование. В первую очередь изделие обезжиривается, проходит пескоструйную обработку либо травление кислотой, после чего в специальной вращающейся ванне на него наносится тонкий слой расплава цинка.

Химическая реакция приводит к формированию на поверхности защитной пленки, которая предотвращает попадание влаги на основной металл. Кроме того, цинк образует со сталью гальванопару и может самовосстанавливаться в случае небольших повреждений.

Роль сырья для горячего метода нередко играют и другие металлы. В целом, способ успел зарекомендовать себя при обработке крупных объектов, таких как суда, баки, цистерны.

Электрохимическое или гальваническое цинкование. В основе подхода лежит принцип диффузионного извлечения ионов цинка из слабокислого раствора за счет электролиза. Для этого в ванну с электролитом погружают металлоконструкции, которым необходима защита, и источник цинка. В качестве последнего могут использоваться пластины, шары, болванки. Далее через ванну пропускается электрический ток.

В процессе электролиза цинк берет на себя роль анода, растворяется и оседает на стальной поверхности, и та приобретает красивый блестящий вид. Правда, такое покрытие имеет низкую адгезию, а обработка очень трудоемкая и вредная для экологии. Данный подход используют для защиты метизов и деталей средних размеров.

Термодиффузионное нанесение цинкового покрытия. Здесь атомы цинка из цинкосодержащего порошка при температуре в пределах +290…+450 °C проникают в поверхность железа. В результате образуется очень твердый и износостойкий защитный слой, который полностью повторяет форму исходной детали, в том числе резьбы и тонкий рельеф.

Достоинством этого способа является отсутствие сложной подготовки, такой как удаление очагов ржавчины, обезжиривание, пр. В результате покрытие металлоконструкций и трубопроводов служит в 2-3 раза дольше, чем гальваническое. Кроме того, оно исправно выполняет свои функции даже при использовании изделий в морской воде. Однако метод имеет низкую производительность и требует использования особого оборудования, а именно роторных печей.

Современные методы защиты металлоконструкций от коррозии

Метод алитирования

Алюминиевое напыление формируется при помощи использования порошкообразных смесей на базе ферроалюминия. Для этого на предмет наносится металлизированный порошок, а потом проводится изоляционная обмазка. Далее изделие готовят к диффузионному отжигу и обрабатывают специальной краской, также имеющей алюминий в своем составе. После чего, в соответствии с ГОСТом, для получения антикоррозийной защиты металлоконструкции погружают в алюминиевый расплав с выдержкой.

Характеристики последней зависят от требований к результату. Алитирование позволяет добиться наиболее высокой износостойкости металлических поверхностей.

Метод фаолитирования

Данный подход сочетает в себе обработку металлизированными смесями и поверхностное нанесение ЛКП. За образование защитного барьера отвечает смесь, основным компонентом которой является кислотоупорная термореактивная пластмасса. Готовое антикоррозийное и теплозащитное покрытие способно справляться даже с воздействием химически агрессивных солей.

Немаловажно, что такая антикоррозионная защита металлоконструкций сохраняет свои свойства при высокой температуре. Но чтобы добиться максимального эффекта, нужно предварительно покрывать изделие бакелитовой лаковой основой.

Метод электрохимической защиты от коррозии

При формировании электрохимической защиты к детали крепят протекторный анод из металла, имеющего более электроотрицательные свойства, чем материал изделия. Таким образом скорость окисления в самой конструкции снижается практически до нуля до полного разрушения анода – его еще называют «жертвенным».

Так экранируют свайные фундаменты, металл которых размещен в грунте, что особенно важно для засоленных почв. Кроме того, технология применяется для защиты нефтегазопромысловых сооружений, хранилищ, днищ судов, на которые все время воздействует соленая вода.

Для изготовления анодов используют платинированный титан, железнокремниевые сплавы, графитопласты. Сегодня создаются технологии электрохимической защиты кузовов автомобилей, в рамках которых аноды из электропроводящих полимеров имеют декоративный внешний вид и наклеиваются на кузов в местах, наиболее подверженных образованию очагов ржавчины.

Метод «жидкая резина»

Для надежной защиты металлоконструкций используется двухкомпонентный эластомер со значительным сроком службы. Он представляет собой бесшовную мембранную прослойку, которая наносится распылительным пистолетом и не требует предварительной подготовки металла. Даже на гладкой, скользкой и влажной основе битумная эмульсия мгновенно затвердевает без потеков и неровностей.

Производитель дает гарантию: такой слой будет сохранять свои свойства 20 лет, постепенно приобретая все большую прочность. Данный метод подходит для защиты металлических труб, строительных конструкций вне зависимости от их конфигурации, поверхностей цистерн и кровли. Обработанные «жидкой резиной» металлы не реагируют на повышенную влажность и критическую температуру.

Защита металлоконструкций от огня

Огнезащита является столь же актуальной темой, что и антикоррозийная защита металлоконструкций. Она предполагает проведение ряда мероприятий по снижению, полному предотвращению воздействия огня, повышению огнестойкости изделий на некоторый отрезок времени.

Под влиянием высокой температуры металл претерпевает такие изменения:

плавится, из-за чего повышается пластичность;
утрачивает прежнюю форму, на изделии образуются трещины, отслойки;
теряет прочность.

В случае пожара последний фактор несет главную опасность, ведь может привести к разрушению стен здания всего за несколько минут воздействия огня.

Нормы по противопожарной защите металлоконструкций установлены такими актами законодательства РФ:

ГОСТ Р 53295-2009; НПБ 236-97; 30247.0-94;
строительные правила и нормы, к которым относятся: СП 2.13130.2012; СНиП 21-01-97 (СП 112.13330.2011); СП 21-101, 21-102;
ППР;
справочники к ФЗ № 123 «Пособие по определению пределов огнестойкости»;
технические регламенты.

Металлоконструкции, которые следует защищать от огня

В соответствии с нормами безопасности, защита от пожара является обязательной для следующих видов металлоконструкций:

несущих и опорных, на которые ложится основная нагрузка;
имеющих конструктивное значение;
открытых, поэтому в первую очередь испытывающих на себе воздействие пламени.

Помимо этого, важно защищать соединения и крепления, если их разрушение, искривление может привести к обрушению частей здания.

Необходимо обеспечить защиту таких металлоконструкций из стали, чугуна и алюминия:

всех несущих элементов: колонн, балок перекрытий, ферм, пр.;
лестниц и пролетов;
кровли, ее фрагментов и опор;
составляющих металлокаркаса;
частей противопожарных оград.

Обойтись без защиты металлоконструкций можно, если:

такие части не относятся к основной конструкции здания;
объект не нормирован по степени пожарной опасности и приравнен к V категории;
строение имеет более низкую огнестойкость, чем его элементы из металла;
возможно использование незащищенных конструкций до класса R15.

Стоит пояснить, что в названных случаях допускается отказ от защиты металлоконструкций, так как они в любом случае будут разрушены огнем позже, чем само здание.

Средства и составы, используемые для огнезащиты

Для защиты от огня по ГОСТ 53295-2009 необходимо применять средства, формирующие тонкую пленку на поверхности, не способную изменять форму металлоконструкций. Обычно используют такие составы:

Вспучивающиеся и невспучивающиеся краски. Первые образуют коксовое покрытие под влиянием повышенной температуры, параллельно выделяя вещества, которые приводят к самозатуханию пламени. Так, во время пожара слой толщиной 4 мм увеличивается до 4 см. Тогда как невспучивающиеся краски имеют в своем составе силикаты и по консистенции напоминают толстый слой лака. Они поглощают тепло, выделяют ингибиторы, воду и негорючие газы. Однако нужно понимать, что вторая разновидность обладает меньшей эффективностью, чем вспучивающиеся аналоги.
Лаки.
Пасты, мастики и штукатурки, наносимые слоем до 2 см. Если сравнивать пасты и мастики с красками, то первые имеют высокую дисперсность. А благодаря вяжущим компонентам они оказываются достаточно густыми.
Огнеупорные грунтовки.

Нужно понимать, что для защиты металлоконструкций не используется пропитка, так как она не способна проникнуть в обрабатываемый материал.

При выборе средств огнезащиты учитывают:

на открытой или закрытой территории находится конструкция;
отапливается ли помещение либо имеет особые условия содержания;
какова цель нанесения, будут ли параллельно применяться другие составы;
какой металл обрабатывается: обычная сталь или оцинкованная.

Способы огнезащиты металлоконструкций

Используемые сегодня в строительстве способы защиты металла и дерева от прямого огня, теплового воздействия пожара появились очень давно. На данный момент создаются более современные подходы и средства.

Реальная картина отражается в действующих правилах, таких как СП 2.13130.2012, призванных регламентировать обеспечение стойкости объектов к пламени. Указанный свод правил особо акцентирует внимание на огнезащите металлических конструкций и остальных элементов зданий и сооружений.

Далее названы методы защиты металлоконструкций от огня и теплового воздействия, испытывающих на себе серьезную нагрузку, будучи частью строения.

В основе такой конструктивной огнезащиты лежит формирование теплоизоляционного слоя на поверхности строительных элементов, открытых для внешнего воздействия. Подобное защитное покрытие должно иметь достаточную толщину и качество, чтобы справляться с огнем и теплом на протяжении нормативного времени. Последнее фиксируется ПБ при проектировании или строительстве в части обеспечения огнестойкости:

Огнезащита колонн, опорных столбов из металла, поддерживающих перекрытия, покрытия зданий и сооружений.

Изначально с этой целью применяли природный камень, кирпич, плитные материалы естественного, а позже искусственного происхождения. Подобная облицовка от пола до перекрытия защищает металлическую конструкцию от возможного воздействия огня. Ранее указанные материалы выкладывали вокруг колонны, столба на строительный известковый раствор.

Сейчас же используют другие методы крепления плитных, листовых и рулонных материалов. Они фиксируются на каркасе с воздушными прослойками – таким образом уменьшается нагрузка на междуэтажные перекрытия и снижается стоимость защиты металлоконструкций от огня.

Очевидно, что подобные металлические элементы сложно и порой невозможно обезопасить от контакта с огнем при помощи камня, кирпича или плит, так как они находятся под потолком. Кроме того, описанная выше защита может быть опасна для всех находящихся в здании, особенно на территориях с высокой вероятностью землетрясений.

По этой причине металлические балки, как и колонны, столбы закрывают слоем мокрой штукатурки, цементного раствора либо при помощи бетонирования по деревянной дранке или металлической сетке.

Также используются различные огнезащитные вязкие смеси, предел огнестойкости которых зависит от толщины нанесения. Однако этот подход имеет серьезные минусы: из-за него возрастает нагрузка на перекрытия здания, также он предполагает дополнительные затраты, внешнюю массивность металлоконструкций под подобной защитой. Последний недостаток нередко становится решающим для архитекторов и заказчиков проектов зданий.

Лестницы встречаются в большинстве зданий и обеспечивают возможность эвакуации людей, поэтому их огнезащите уделяется повышенное внимание. В проектировании и строительстве часто прибегают к быстровозводимым, относительно дешевым металлическим лестницам, которым можно задать любой уклон, высоту, ширину маршей.

Их обрабатывают всеми названными выше способами, в том числе тонкослойными напыляемыми средствами.

Для защиты от огня несущих металлоконструкций зданий и лестниц применяют комбинированный метод, совмещающий в себе разные виды обработки.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Защита металлических изделий от коррозии

Человек с глубокой древности использует предметы из металлов. До сих пор они остаются важной составляющей нашей жизни, причем самыми востребованными являются изделия из железа и его сплавов. Однако все они имеют один серьезный минус, а именно подверженность коррозии, то есть способность разрушаться в процессе окисления. Своевременная защита металлических изделий от коррозии дает возможность увеличить их срок службы.

Почему так важна защита металлических изделий от коррозии

Коррозия оказывает негативное электрохимическое, химическое воздействие на целостность поверхности предметов из стали, чугуна. В результате происходит разъедание металлических изделий, они портятся и не могут использоваться по назначению.

По статистике экспертов, каждый год примерно 10 % от объема всех добываемых на планете металлов приходится расходовать на устранение потерь, вызванных коррозией. Ведь последняя приводит к полной утрате металлическими предметами своих эксплуатационных свойств.

Как только на изделиях из чугуна или стали появляются признаки коррозии, у них снижается герметичность, прочность. Параллельно падает их способность проводить тепло, пластичность, отражательный потенциал, иными словами, утрачивается целый ряд немаловажных свойств. Все это приводит к тому, что конструкции оказываются непригодны для использования по назначению. Вот почему так важно грамотно и своевременно применять существующие способы защиты металлических изделий от коррозии, о которых далее пойдет речь.

Основные виды коррозии

Прежде чем приступать к защите металлических изделий от коррозии, важно понять природу этого процесса. Принято выделять такие типы коррозии:

Атмосферная. Причиной окисления становится контакт металлического предмета с кислородом и содержащимися в воздухе водяными парами. Ржавчина образуется быстрее, когда в воздухе присутствуют загрязнения в виде химически активных веществ.
Жидкостная. Формируется на металлических предметах, находящихся в водной среде. Если речь идет о морской воде, то в ней окисление значительно ускоряется за счет содержащегося в жидкости большого объема солей.
Почвенная. Данному типу подвержены металлические изделия, конструкции, находящиеся в грунте. Химические реакции запускаются и протекают под действием химических элементов, входящих в состав грунта, грунтовых вод, разного рода утечек.

Коррозия на металлических изделиях может проявляться по-разному:

формируется сплошной ржавый слой или его отдельные фрагменты;
появляются небольшие участки ржавчины, проникающей внутрь детали;
образуются глубокие трещины;
окисляется один из компонентов сплава;
происходит глубинное проникновение по всему объему;
сочетаются сразу несколько симптомов.

Причины возникновения могут иметь природу двух видов:

Химическую, то есть металл разрушается в результате химических реакций с активными веществами.
Электрохимическую, связанную с тем, что при контакте с электролитическими растворами возникает электрический ток, под его действием замещаются электроны металлов. Это приводит к тому, что страдает кристаллическая структура, образуется ржавчина.

Способы защиты металлических изделий от коррозии

Можно выделить несколько основных способов защиты металлических изделий от коррозии:

легирование металлов;
защитные покрытия (металлические, неметаллические);
электрохимическая защита;
изменение свойств коррозионной среды;
рациональное конструирование изделий.

1. Легирование металлов.

Это один из действительно эффективных способов, позволяющих увеличить стойкость металлов к ржавчине. В процессе легирования в состав сплава или металла вносят легирующие элементы, такие как хром, никель, молибден, пр. Они приводят к пассивации металла, то есть металл или сплав переходит в состояние повышенной коррозионной устойчивости за счет торможения анодного процесса. Пассивное состояние металла достигается благодаря тому, что на его поверхности формируется совершенная по структуре оксидная пленка. Она обеспечивает защиту изделия лишь при условии, что кристаллические решетки металла и образующегося оксида имеют между собой максимальное сходство.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Легирование активно используется для защиты, например, закладных деталей от коррозии. Такую обработку проводят для железа, алюминия, меди, магния, цинка и сплавов на их основе. Получившиеся сплавы, по сравнению с исходными металлами, отличаются повышенной коррозионной стойкостью, а также жаростойкостью и жаропрочностью.

Жаростойкость – способность металла сохранять свои свойства даже при высоких температурах, когда повышается вероятность газовой коррозии.

Жаропрочность – сохранение конструкционным материалом высокой механической прочности при значительном повышении температуры. Этого свойства обычно достигают легированием металлов и сплавов. Так, сталь легируется хромом, алюминием и кремнием. При высоких температурах они окисляются первыми, в результате чего формируются плотные защитные оксидные пленки, например Al₂O₃ и Cr₂O₃.

Кроме того, легирование позволяет снизить скорость электрохимической коррозии, особенно когда она сопровождается выделением водорода. Ярким примером коррозионностойких сплавов являются нержавеющие стали, где роль легирующих компонентов играют хром, никель и ряд прочих металлов.

2. Защитные покрытия.

В этом случае на поверхности металлического изделия искусственно формируются дополнительные слои для защиты. На самом деле, этот подход является наиболее распространенным среди существующих способов борьбы с коррозией. Мало того, что подобные покрытия оберегают предмет от появления ржавчины, они придают поверхностям ценные физико-химические характеристики. Речь идет об износостойкости, электрической проводимости и еще ряде свойств. Такие покрытия могут быть металлическими и неметаллическими. Однако, вне зависимости от состава, к ним предъявляются единые требования: хорошие адгезионные качества, сплошность и способность сохранять свои свойства в агрессивной среде.

Металлические покрытия выделяются на фоне других способов защиты металлических изделий от коррозии тем, что обладают неоднозначным действием. Пока защитный слой сохраняет свою целостность, он изолирует поверхность изделия от воздействия окружающей среды. То есть по своему действию близок к любой механической обработке, например, окраске, оксидной пленке, пр. В целом, металлические покрытия не должны пропускать коррозионные агенты.

Если такое покрытие повреждается либо в нем есть поры, образуется гальванический элемент. Нужно понимать, что характер коррозионного разрушения материала во многом зависит от электрохимических характеристик обоих металлов. Защитные антикоррозионные покрытия бывают катодными или анодными. В число первых входят покрытия, потенциалы которых в данной среде являются более положительными, чем у основного металла. Анодные покрытия обладают наиболее отрицательным потенциалом, чем потенциал материала изделия.

Если повреждается никелевое покрытие, на анодных участках железо окисляется за счет образования микрокоррозионных гальванических элементов. На катодных участках происходит восстановление водорода. Таким образом, катодные покрытия обеспечивают защиту металлических изделий от коррозии только при условии, что в покрытии нет пор и повреждений.

Если в цинковом слое появляется местное повреждение, защита продолжит разрушаться, но поверхность железа не пострадает от коррозии. На анодных участках происходит процесс окисления цинка, а на катодных участках – восстановление водорода.

Электродные потенциалы металлов зависят от компонентов и их доли в растворах, поэтому характер используемого для защиты покрытия может быть изменен за счет изменения состава.

Защита деталей от коррозии горячим методом осуществляется при помощи разных металлов и подходов. Сформировать металлические защитные покрытия позволяют несколько способов: электрохимический (гальванические покрытия); погружение в расплавленный металл (горячее цинкование, лужение); металлизация (нанесение расплавленного металла на защищаемую поверхность струей сжатого воздуха); химический (защита изделия посредством восстановителей, таких как гидразин).

Материалами для металлических защитных покрытий могут быть как чистые металлы (цинк, кадмий, алюминий, никель, медь, хром, серебро и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.).

Неметаллические защитные покрытия делятся на неорганические и органические. Суть такой обработки состоит преимущественно в изоляции металла от окружающей среды.

Для защиты металлических изделий от коррозии неметаллическими покрытиями используют неорганические эмали, оксиды металлов, соединение хрома, фосфора, пр. В число органических входят лакокрасочные покрытия, смолы, пластмассы, полимерные пленки, резина.

По своему составу неорганические эмали являются силикатами, иначе говоря, это соединения кремния. Нужно понимать, что подобные покрытия хрупкие и растрескиваются из-за тепловых и механических ударов.

Лакокрасочные покрытия встречаются более часто. Главные условия для защиты металлических изделий от коррозии с помощью лакокрасочных покрытий: покрытие должно быть сплошным, газо- и водонепроницаемым, химически стойким, эластичным, обладать высоким сцеплением с материалом, механической прочностью, твердостью.

3. Химические способы.

Существует множество методов защиты металла, относящихся к этой группе. Одним из них является обработка поверхности веществами, вступающими с ней в химическую реакцию, в результате чего формируется пленка устойчивого химического соединения. Речь идет о таких способах как оксидирование, фосфатирование, сульфидирование, пр.

Оксидирование представляет собой способ защиты за счет образования оксидных пленок на поверхности металлических изделий.

Наиболее современным вариантом этого метода является химическая и электрохимическая обработка деталей в щелочных растворах.

Для железа и его сплавов наиболее часто используется щелочное оксидирование в растворе, содержащем NaOH, NaNO₃, NaNO₂ при температуре +135…+140 °С. Оксидирование черных металлов называется воронением.

Фосфатирование является методом формирования фосфатных пленок на изделиях из цветных и черных металлов. Для фосфатирования металлическое изделие погружают в растворы фосфорной кислоты и ее кислых солей (H₃PO₄ + Mn(H₂PO₄)₂) при температуре +96…+98 °С.

Фосфатная пленка оказывается химически связана с материалом изделия и состоит из сросшихся между собой кристаллов, разделенных порами ультрамикроскопических размеров. Главными достоинствами фосфатных пленок являются хорошая адгезия и развитая шероховатая поверхность. Благодаря этому, такие пленки становятся отличной основой для лакокрасочных покрытий и пропитывающих смазок. Обычно данный подход выбирают для защиты деталей от коррозии, когда те будут использоваться в закрытых помещениях, либо если изделие подвергнется последующей окраске или покрытию лаком. Однако у таких пленок есть свои минусы, в первую очередь к ним относятся низкая прочность и эластичность, хрупкость.

Анодированием называется защита поверхности металла при помощи формирования оксидных пленок, обычно данный способ используется для защиты алюминия. На поверхности этого металла всегда есть тонкая оксидная пленка Al₂O₃ или Al₂O₃ ×∙(H₂O)_n. Однако она не способна противостоять появлению ржавчины, поэтому в результате воздействия окружающей среды на алюминии постепенно образуется слой продуктов коррозии.

Для искусственного формирования оксидных пленок используют химический и электрохимический способы. Во втором случае алюминиевое изделие используется в качестве анода электролизера. Тогда как роль электролита играет раствор серной, ортофосфорной, хромовой, борной или щавелевой кислот. Катодом может быть металл, не вступающий в реакцию с раствором электролита, допустим, нержавеющая сталь. На катоде выделяется водород, за счет чего на аноде формируется оксид алюминия.

От точного выполнения при защите деталей от коррозии требований ГОСТа зависят надежность, сроки эксплуатации изделий. Не менее важно правильно выбрать метод обработки, принимая во внимание условия эксплуатации изделий, а также их изначальные характеристики. В результате удастся обеспечить надежную защиту от ржавчины, а изделие сможет служить значительно дольше, при этом использоваться по своему прямому назначению.

Способы защиты металлических изделий от коррозии призваны обеспечить стойкость данных элементов в зависимости от среды использования и интенсивности негативных факторов. Очевидно, что для слабоагрессивных сред вполне подойдут более простые методы защиты, а для сильноагрессивных – наиболее технологичные.

При этом не стоит недооценивать проблему коррозии. Данное явление представляет собой значимую проблему, так как из-за коррозионных разрушений примерно одной десятой доли от общего производства металла идет на устранение последствий. В нашей статье мы расскажем, какими методами можно защитить металл от ржавчины и разберем виды и причины ее появления.

Задачи защиты металлических изделий от коррозии

Коррозия представляет собой процесс, сопровождающийся самопроизвольным разрушением поверхностных слоев изделий из стали, сплавов и чугуна, появляющийся в результате электрохимического, химического и физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Разложение от физических воздействий не считается коррозией, а характеризуется понятиями «эрозия», «износ» или «истирание». Коррозийным негативным последствием становится порча и разъедание верхних слоев металла, вследствие чего он становится непригодным для эксплуатации.

Эксперты в этой области подтверждают тот факт, что каждый год на планете расходуется около 10 % от общего объема добычи металлов на восстановление потерь от воздействия коррозии, которая служит причиной их расплава и полной потери эксплуатационных свойств металлических изделий.

Появление первых признаков коррозийного процесса у изделий из стали и чугуна выражается в уменьшении их герметичности и прочности. К тому же снижаются такие параметры, как коэффициент теплопроводности, пластичности, отражательный потенциал и другие значимые характеристики. Через некоторое время такие конструкции и вовсе становятся непригодными для эксплуатации.

Рекомендовано к прочтению

Кроме того, именно по причине возникновения коррозии происходят многие бытовые и производственные и экологические аварии. Этот процесс может создать угрозу для природы и здоровья людей в результате прорыва нефтяных и газовых магистралей трубопроводов. В любой момент может нарушиться герметичность участков значительной протяженности, пораженных ржавчиной.

К сожалению, нет еще таких технологий, которые бы позволили полностью обеспечить защиту стальных сплавов и металлов от коррозии. Но возможности для приостановки и снижения отрицательных последствий такого процесса существуют. Эту задачу можно решить с помощью применения многих антикоррозионных средств и различных технологических мероприятий.

Виды и причины появления коррозии на металлических изделиях

Выполняя мероприятия по защите от коррозии металлических изделий, необходимо знать, что именно она собой представляет. Существуют следующие виды коррозий:

Жидкостная. Образуется на металлических поверхностях, контактирующих с влажной средой. Что касается морской воды, то в ней процесс окисления происходит намного быстрее из-за повышенной концентрации в жидкости соли.
Почвенная. Данный тип характерен для металлических конструкций, находящихся во взаимодействии с грунтом долгое время. При воздействии химических элементов, входящих в состав грунтовых вод, почвы или различных утечек запускаются необратимые химические процессы.
Атмосферная. Главной причиной окисления является взаимодействие металла с содержащимися в воздушной среде водяными парами и кислородом. Если воздух насыщен загрязнениями химически активных веществ, то ржавчина появляется быстрее.

Проявление коррозии на металлических конструкциях может выражаться:

образованием сплошного слоя ржавчины или отдельных участков поверхностей;
появлением глубоких трещин;
небольшими пораженными участками, направленными внутрь изделия;
окислением одного из компонентов сплава;
глубинным распространением по всему объему;
сразу несколькими признаками.

Одной из двух причин развития такого процесса может быть:

Химическое взаимодействие – когда металл начинает разрушаться вследствие химической реакции с активными компонентами.
Электрохимическая природа, обусловленная тем, что при контакте с электролитическими растворами зарождаются электрические токи, при воздействии которых происходит замещение электронов в металле. Это приводит к разрушению кристаллической решетки и образованию ржавчины.

7 промышленных способов защиты металлических изделий от коррозии

1. Метод пассивации.

Пассивация означает переход поверхности металла в невосприимчивое (пассивное, неактивное) состояние взаимодействия с кислородом. Практически это придание сталям свойств нержавеющих материалов.

Такие результаты достигаются посредством добавления к стальным сплавам никеля или хрома. С помощью этих элементов образуются устойчивые соединения, которые при воздействии с кислородом не превращаются в ржавчину, а создают сплошную пленку на поверхности металла, которая и защищает его от негативного воздействия.

2. Защитное покрытие.

Все наверняка слышали про процесс хромирования деталей или оцинковки. В обоих случаях это способы защиты от коррозии. Просто наносим на поверхность металла слой материала, к примеру, никель или цинк, который не коррозирует.

Такая защитная прослойка предохранит от агрессивного воздействия кислорода и сохранит металл. Но с течением времени покрытие все равно будет отслаиваться. Под ним начнет появляться ржавчина, а остатки слоя усугубят процесс. Показательный пример – старый автомобильный бампер.

Но, несмотря на наличие такого недостатка, эта технология повсеместно применяется и является в разы более экономичной, чем производство нержавеющей стали.

3. Электрозащита от коррозии.

При любой химической реакции, к которой принадлежит и коррозия, происходит электронное взаимодействие. Процесс окисления – это отдача электронов, а восстановление – их прием. Препятствуя его развитию при помощи электрического воздействия, можно фактически приостановить коррозионный процесс. На этом основан сам принцип электрозащиты от такого разрушения.

Различают защиту активную и пассивную:

Принцип активной (или катодной) защиты основан на пропускании токов через деталь, что упорядочивает блуждающие токи и препятствует свободному перемещению электронов, и, следовательно, из-за их нехватки не остановится активное взаимодействие с кислородом.
Суть пассивной (протекторной) защиты заключается в сочетании основного сплава с некоторым более активным металлом. Пример: на днища морских судов обычно прикрепляют цинковые заклепки, которые обладают свойством притягивать к себе эти свободные электроны и приостанавливают процесс коррозии.

4. Ингибиторы коррозии.

Ингибиторы – это химические соединения или их композиции, которые замедляют коррозию. Существует большое количество их разновидностей. Присутствие даже небольшого количества ингибиторов в агрессивной среде способствует замедлению процесса коррозии.

К примеру, если разрушение металла происходит в кислой среде, то целесообразно было бы выравнивать ее pH до нейтрального значения.

5. Использование термической обработки.

Суть термической обработки любого металла заключается в том, что при воздействии определенной температуры происходит изменение структуры в момент перехода из одного фазового состояния в другое.

Каждая фаза по-своему реагирует на внешние воздействия, в частности, на кислород. Следовательно, если фазовое превращение произошло, то и деталь станет менее чувствительна к внешним агрессивным воздействиям.

В этом и состоит принцип улучшения свойств антикоррозионной защиты с помощью термической обработки. Безусловно, такой процесс невозможно осуществить в домашних условиях.

6. Нанесение лакокрасочного покрытия.

Является самым простым и экономичным способом защиты деталей от коррозийного разрушения. Если говорить техническим языком, то это процесс нанесения специального защитного полимерного покрытия на поверхность детали, которое защищает металл от взаимодействия с кислородом в любом его виде. Существует большое количество разновидностей лакокрасочных покрытий, поэтому нет смысла их все перечислять.

Стоит, правда, отметить, что все ЛКП со временем также разрушаются от агрессивных факторов, а под ними металл начинает «цвести». Именно по этой причине на всех машинах появляются зоны поражения металлических поверхностей.

7. Химическое покрытие.

При методе химической или электрохимической обработки на поверхности металла создается особая пленка, препятствующая негативному воздействию коррозии. В основном, для таких целей используют оксидные или фосфатные пленки, при нанесении которых учитывают требования строительных норм и правил, потому что такие соединения различаются по принципу защиты для различного типа сооружений.

Создание фосфатной пленки рекомендуется при необходимости гарантии защиты от коррозии изделий из черных и цветных металлов. Суть данной технологии – в выдерживании изделия определенное время в растворах железа, марганца или цинка, предварительно смешанными с кислыми фосфорными солями, нагретыми до температуры +97 °С. Нанесенная пленка будет служить также отличной основой для дальнейшего нанесения на нее лакокрасочного материала.

Важно, что фосфатное покрытие недолговечно. Кроме того, оно имеет низкую прочность и эластичность. Операцию фосфатирования применяют в качестве способа защиты от коррозии тех металлических деталей, эксплуатация которых проводится в условиях высокой температуры или соленой агрессивной водной среде.

Использование защитной оксидной пленки также имеет свою сферу применения. Она образуется посредством воздействия на металл раствора щелочи и электрического тока. Чаще всего для оксидирования металлов применяют раствор едкого натра. Специалисты в этой сфере обычно называют такой процесс воронением. Характеризуется он созданием на поверхности высоко- и малоуглеродистых сталей пленки, обладающей привлекательным черным цветом.

Метод оксидирования особо необходим, когда есть потребность сохранить первоначальные геометрические размеры. Преимущественно такое защитное покрытие применяется в стрелковом вооружении и при изготовлении точных приборов. Толщина пленки обычно не превышает 1,5 мкм.

Бытовые методы антикоррозионной защиты

На сегодняшний день существует много вариантов антикоррозийных средств, которые могут существенно различаться по цене. Разброс в стоимости объясняется, прежде всего, такими их свойствами, как долговечность, надежность и т. д., которые определяются химическим составом. Если не принимать во внимание незначительную разницу в составе, то при их выборе стоит учитывать и будущие условия эксплуатации, что нередко становится самым важным фактором.

Классифицировать краски можно и по видам связующих материалов: акриловые, эпоксидные и алкидные. По термической стойкости их разделяют на два основных типа: обычные и термостойкие, которые обладают способностью выдерживать высокие температуры без потери качества. Помимо этого, краски характеризуются и такими параметрами, как срок службы и скорость высыхания.

Кроме красок, можно применять и другие разновидности антикоррозийных средств:

Пасты и смазки применяются в большинстве случаев для консервации металлических поверхностей изделий при долговременной транспортировке. В этих случаях они могут обеспечивать идеальную защиту, но для металлических изделий, эксплуатируемых в ежедневном режиме они не применимы по причине низкой устойчивости даже к незначительным механическим воздействиям.

В бытовых условиях чаще всего используют лакокрасочные материалы. Особо популярными являются алкидные эмали, в то числе и отечественного производства. На сегодняшний день такие антикоррозийные составы можно купить даже в виде спреев, что значительно упрощает их применение. Они удобно и равномерно наносятся, позволяют нанести защиту даже в самых труднодоступных местах.

Необходимо сказать, что для надежного и эффективного предохранения изделий от коррозии наносят не только защитные покрытия, но и слой грунтовки, который проникает в структуру металла. Отметим, что использование грунтового покрытия требует дополнительных расходов, но в некоторых случаях без грунтовки просто не обойтись.

Читайте также: