Образование налета на металлах

Обновлено: 04.10.2024

Словосочетания «коррозия металла» заключает в себе намного больше, чем название популярной рок-группы. Коррозия безвозвратно разрушает металл, превращая его в труху: из всего, произведенного в мире железа, 10% полностью разрушится в этот же год. Ситуация с российским металлом выглядит примерно так — весь металл, выплавленный за год в каждой шестой доменной печи нашей страны, становится ржавой трухой еще до конца года.

Выражение «обходится в копеечку» в отношении коррозии металла более чем верно — ежегодный ущерб, приносимый коррозией, составляет не менее 4% годового дохода любой развитой страны, а в России сумма ущерба исчисляется десятизначной цифрой. Так что же вызывает коррозийные процессы металлов и как с ними бороться?

Что такое коррозия металлов

Разрушение металлов в результате электрохимического (растворение во влагосодержащей воздушной или водной среде — электролите) или химического (образование соединений металлов с химическими агентами высокой агрессии) взаимодействия с внешней средой. Коррозийный процесс в металлах может развиться лишь в некоторых участках поверхности (местная коррозия), охватить всю поверхность (равномерная коррозия), или же разрушать металл по границам зерен (межкристаллитная коррозия).

Металл под воздействием кислорода и воды становится рыхлым светло-коричневым порошком, больше известным как ржавчина (Fе₂O₃·H₂О).

Химическая коррозия

Этот процесс происходит в средах, не являющихся проводниками электрического тока (сухие газы, органические жидкости — нефтепродукты, спирты и др.), причем интенсивность коррозии возрастает с повышением температуры — в результате на поверхности металлов образуется оксидная пленка.

Химической коррозии подвержены абсолютно все металлы — и черные, и цветные. Активные цветные металлы (например — алюминий) под воздействием коррозии покрываются оксидной пленкой, препятствующей глубокому окислению и защищающей металл. А такой мало активный металл, как медь, под воздействием влаги воздуха приобретает зеленоватый налет — патину. Причем оксидная пленка защищает металл от коррозии не во всех случаях — только если кристаллохимическая структура образовавшейся пленки сообразна строению металла, в противном случае — пленка ничем не поможет.

Сплавы подвержены другому типу коррозии: некоторые элементы сплавов не окисляются, а восстанавливаются (например, в сочетании высокой температуры и давления в сталях происходит восстановление водородом карбидов), при этом сплавы полностью утрачивают необходимые характеристики.

Электрохимическая коррозия

Процесс электрохимической коррозии не нуждается в обязательном погружении металла в электролит — достаточно тонкой электролитической пленки на его поверхности (часто электролитические растворы пропитывают среду, окружающую металл (бетон, почву и т.д.)). Наиболее распространенной причиной электрохимической коррозии является повсеместное применение бытовой и технической солей (хлориды натрия и калия) для устранения льда и снега на дорогах в зимний период — особенно страдают автомашины и подземные коммуникации (по статистике, ежегодные потери в США от использования солей в зимний период составляют 2,5 млрд. долларов).

Происходит следующее: металлы (сплавы) утрачивают часть атомов (они переходят в электролитический раствор в виде ионов), электроны, замещающие утраченные атомы, заряжают металл отрицательным зарядом, в то время как электролит имеет положительный заряд. Образуется гальваническая пара: металл разрушается, постепенно все его частицы становятся частью раствора. Электрохимическую коррозию могут вызывать блуждающие токи, возникающие при утечке из электрической цепи части тока в водные растворы или в почву и оттуда — в конструкции из металла. В тех местах, где блуждающие токи выходят из металлоконструкций обратно в воду или в почву, происходит разрушение металлов. Особенно часто блуждающие токи возникают в местах движения наземного электротранспорта (например, трамваев и ж/д локомотивов на электрической тяге). Всего за год блуждающие токи силой в 1А способны растворить железа — 9,1 кг, цинка — 10,7 кг, свинца — 33,4 кг.

Другие причины коррозии металла

Развитию коррозийных процессов способствуют радиация, продукты жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий. Коррозия, вызываемая морскими микроорганизмами, наносит ущерб днищам морских судов, а коррозийные процессы, вызванные бактериями, даже имеют собственное название — биокоррозия.

Совокупность воздействия механических напряжений и внешней среды многократно ускоряет коррозию металлов — снижается их термоустойчивость, повреждаются поверхностные оксидные пленки, а в тех местах, где появляются неоднородности и трещины, активируется электрохимическая коррозия.

Меры защиты металлов от коррозии

Неизбежными последствиями технического прогресса является загрязнение нашей среды обитания — процесс, ускоряющий коррозию металлов, поскольку внешняя окружающая среда проявляет к ним все большую агрессию. Каких-либо способов полностью исключить коррозийное разрушение металлов не существует, все, что можно сделать, это максимально замедлить этот процесс.

Для минимизации разрушения металлов можно сделать следующее: снизить агрессию среды, окружающей металлическое изделие; повысить устойчивость металла к коррозии; исключить взаимодействие между металлом и веществами из внешней среды, проявляющими агрессию.

Человечеством за тысячи лет испробованы многие способы защиты металлических изделий от химической коррозии, некоторые из них применяются по сей день: покрытие жиром или маслом, другими металлами, коррозирующими в меньшей степени (самый древний метод, которому уже более 2 тыс. лет — лужение (покрытие оловом)).

Антикоррозийная защита неметаллическими покрытиями

Неметаллические покрытия — краски (алкидные, масляные и эмали), лаки (синтетические, битумные и дегтевые) и полимеры образуют защитную пленку на поверхности металлов, исключающую (при своей целостности) контакт с внешней средой и влагой.

Применение красок и лаков выгодно тем, что наносить эти защитные покрытия можно непосредственно на монтажной и строительной площадке. Методы нанесения лакокрасочных материалов просты и поддаются механизации, восстановить поврежденные покрытия можно «на месте» — во время эксплуатации, эти материалы имеют сравнительно низкую стоимость и их расход на единицу площади невелик. Однако их эффективность зависит от соблюдения нескольких условий: соответствие климатическим условиям, в которых будет эксплуатироваться металлическая конструкция; необходимость применения исключительно качественных лакокрасочных материалов; неукоснительное следование технологии нанесения на металлические поверхности. Лакокрасочные материалы лучше всего наносить несколькими слоями — их количество обеспечит лучшую защиту от атмосферного воздействия на металлическую поверхность.

В роли защитных покрытий от коррозии могут выступать полимеры — эпоксидные смолы и полистирол, поливинилхлорид и полиэтилен. В строительных работах закладные детали из железобетона покрываются обмазками из смеси цемента и перхлорвинила, цемента и полистирола.

Защита железа от коррозии покрытиями из других металлов

Существует два типа металлических покрытий-ингибиторов — протекторные (покрытия цинком, алюминием и кадмием) и коррозионностойкие (покрытия серебром, медью, никелем, хромом и свинцом). Ингибиторы наносятся химическим способом: первая группа металлов имеет большую электроотрицательность по отношению к железу, вторая — большую электроположительность. Наибольшее распространение в нашем обиходе получили металлические покрытия железа оловом (белая жесть, из нее производят консервные банки) и цинком (оцинкованное железо — кровельное покрытие), получаемые путем протягивания листового железа через расплав одного из этих металлов.

Часто цинкованию подвергаются чугунная и стальная арматура, а также водопроводные трубы — эта операция существенно повышает их стойкость к коррозии, но только в холодной воде (при проводе горячей воды оцинкованные трубы изнашиваются быстрее неоцинкованных). Несмотря на эффективность цинкования, оно не дает идеальной защиты — цинковое покрытие часто содержит трещины, для устранения которых требуется предварительное никелерование металлических поверхностей (покрытие никелем). Цинковые покрытия не позволяют наносить на них лакокрасочные материалы — нет устойчивого покрытия.

Лучшее решение для антикоррозийной защиты — алюминиевое покрытие. Этот металл имеет меньший удельный вес, а значит — меньше расходуется, алюминированные поверхности можно окрашивать и слой лакокрасочного покрытия будет устойчив. Кроме того, алюминиевое покрытие по сравнению с оцинкованным покрытием обладает большей стойкостью в агрессивных средах. Алюминирование слабо распространено из-за сложности нанесения этого покрытия на металлический лист — алюминий в расплавленном состоянии проявляет высокую агрессию к другим металлам (по этой причине расплав алюминия нельзя содержать в стальной ванне). Возможно, эта проблема будет полностью решена в самое ближайшее время — оригинальный способ выполнения алюминирования найден российскими учеными. Суть разработки заключается в том, чтобы не погружать стальной лист в расплав алюминия, а поднять жидкий алюминий к стальному листу.

Повышение коррозийной стойкости путем добавления в стальные сплавы легирующих добавок

Введение в стальной сплав хрома, титана, марганца, никеля и меди позволяет получить легированную сталь с высокими антикоррозийными свойствами. Особенную стойкость стальному сплаву придает большая доля хрома, благодаря которому на поверхности конструкций образуется оксидная пленка большой плотности. Введение в состав низколегированных и углеродистых сталей меди (от 0,2% до 0,5%) позволяет повысить их коррозийную устойчивость в 1,5-2 раза. Легирующие добавки вводятся в состав стали с соблюдением правила Таммана: высокая коррозийная устойчивость достигается, когда на восемь атомов железа приходится один атом легирующего металла.

Меры противодействия электрохимической коррозии

Для ее снижения необходимо понизить коррозийную активность среды посредством введения неметаллических ингибиторов и уменьшить количество компонентов, способных начать электрохимическую реакцию. Таким способом будет понижение кислотности почв и водных растворов, контактирующих с металлами. Для снижения коррозии железа (его сплавов), а также латуни, меди, свинца и цинка из водных растворов необходимо удалить диоксид углерода и кислород. В электроэнергетической отрасли проводится удаление из воды хлоридов, способных повлиять на локальную коррозию. С помощью известкования почвы можно снизить ее кислотность.

Защита от блуждающих токов

Снизить электрокоррозию подземных коммуникаций и заглубленных металлоконструкций возможно при соблюдении нескольких правил:

участок конструкции, служащий источником блуждающего тока, необходимо соединить металлическим проводником с рельсом трамвайной дороги;
трассы теплосетей должны размещаться на максимальном удалении от рельсовых дорог, по которым передвигается электротранспорт, свести к минимуму число их пересечений;
применение электроизоляционных трубных опор для повышения переходного сопротивления между грунтом и трубопроводами;
на вводах к объектам (потенциальным источникам блуждающих токов) необходима установка изолирующих фланцев;
на фланцевой арматуре и сальниковых компенсаторах устанавливать токопроводящие продольные перемычки — для наращивания продольной электропроводимости на защищаемом отрезке трубопроводов;
чтобы выровнять потенциалы трубопроводов, расположенных параллельно, необходимо установить поперечные электроперемычки на смежных участках.

Защита металлических объектов, снабженных изоляцией, а также стальных конструкций небольшого размера выполняется с помощью протектора, выполняющего функцию анода. Материалом для протектора служит один из активных металлов (цинк, магний, алюминий и их сплавы) — он принимает на себя большую часть электрохимической коррозии, разрушаясь и сохраняя главную конструкцию. Один анод из магния, к примеру, обеспечивает защиту 8 км трубопровода.

Образование налета на металлах

Во все пробирки аккуратно положил по 2 гвоздя.

Налил реактивы так, чтобы гвозди находились в растворах полностью.

Плотно закрыл каждую пробирку пробкой для изоляции от внешней среды.

Регулярно вел наблюдения, записывая любые изменения в журнале.

Условия опыта:

В пробирке №1 гвозди находились в дистиллированной воде. Дистиллированная вода в отличие от природной не содержит в себе никаких солей. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 2 гвозди находились в дистиллированной воде, над которой был налит слой растительного масла. Растительное масло предотвращает поступление в воду каких бы то ни было веществ из воздуха пробирки, в том числе кислорода. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 3 гвозди находились в растворе щелочи. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 4 гвозди были в контакте с медной проволокой и находились в воде. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 5 гвозди находились в растворе поваренной соли. Пробирка закрыта пробкой.

Результаты наблюдения (приложение 8).

Уже на второй день ржавчина появилась на шляпках гвоздей и на дне пробирок № 1 (с дистиллированной водой), № 4 (гвозди находятся в контакте с медной проволокой) и № 5 (гвозди в растворе поваренной соли). В пробирке №2 слой воды у дна стал слегка желтоватым. В пробирке №3 изменений нет, чему я очень удивлен.

На третий день слой ржавчины увеличился в пробирках № 1, 4, 5. В пробирке № 2 новых изменений нет. В пробирке №3 изменений нет, продолжаю удивляться.

На четвертый день увеличение слоя ржавчины наблюдал в пробирках №1, 4, 5. В пробирке №2 появился осадок на донышке. В пробирке №3 изменений нет, почему?

На девятый день в пробирках, где появилась ржавчина № 1,4,5, она стала более рыхлой и осела на дно, в пробирке №2 процесс остановился. В пробирке № 3 изменений не произошло.

На одиннадцатый день продолжается процесс в пробирках № 1,4,5. В пробирках № 2,3 изменений нет.

На шестнадцатый день продолжается процесс в пробирках № 1,4,5. В пробирках № 2,3 изменений нет.

В пробирке №1 в дистиллированной воде мог раствориться находящийся в ней кислород и под его действием начался процесс окисления гвоздя, появилась ржавчина.

В пробирке №4 железные гвозди соприкасаются с менее активным металлом - медью, железо как более активный металл начинает активно окисляться, покрываясь ржавчиной.

В пробирке №5 коррозия гвоздей происходит в результате электрохимических реакций. Соль способствует ускоренному появлению ржавчины.

В пробирке №2 в течение первых дней слабо происходит коррозия, а затем, как будто останавливается. В пробирке находится слой растительного масла. Масло предотвращает попадание кислорода в воду. Железо устойчиво к воздействию чистой воды, поэтому процесс останавливается.

В пробирке №3 находится щелочь. Щелочь довольно агрессивное вещество, способно разъедать бумагу, ткани, кожу. Воздействует ли оно на железо? Отсутствие изменений меня удивляло. А появится ли когда-нибудь ржавчина? В ожидании результата, я поискал ответ на свой вопрос.

В Большой Энциклопедии Нефти и Газа я прочитал: «Скорость коррозии железав щелочных растворах по сравнению со скоростью коррозии в нейтральных и кислых растворах меньше» [1]. Оказывается, щелочь замедляет коррозию!

Защита металлов от коррозии. Проблемы коррозии постоянно обостряются из-за непрерывного роста производства металлов и ужесточения условий их эксплуатации. Среда, в которой используются металлические конструкции, становится все более агрессивной, в том числе и за счет ее загрязнения (приложение 9). Металлические изделия, используемые в технике, работают в условиях все более высоких температур и давлений, мощных потоков газов и жидкостей. Поэтому вопросы защиты металлических материалов от коррозии становятся все более актуальными. Полностью предотвратить коррозию металлов невозможно, поэтому единственным путем борьбы с ней является поиск способов ее замедления.

Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (5 в. до н. э.) и древнеримского ученого Плиния Старшего (1 в. до н. э.) уже есть упоминания о применении олова для предохранения железа от ржавления. В настоящее время борьбу с коррозией ведут сразу в нескольких направлениях – пытаются изменить среду, в которой работает металлическое изделие, повлиять на коррозионную устойчивость самого материала, предотвратить контакт между металлом и агрессивными веществами внешней среды [11].

В нашей стране накоплен некоторый опыт проведения исследований с целью определения скорости коррозионных процессов и методов защиты. Усилена работа в сфере разработки специализированных материалов и технологий, которые обеспечивают высокую степень защиты от коррозии. На основании изученной литературы и проведенных опытов можно сделать вывод: защитить металлы от коррозии можно доступными средствами. Рекомендации по защите металлов от коррозии находятся в приложении 10.

Анализ анкет детей.

Среди учащихся начальных классов я провел анкетирование по вопросам анкетыдля проведения социологического опроса учащихся о ржавчине (приложение 11). Проанализировав, сравнив и обобщив результаты, я пришел к выводу, что 90 % учащихся знают что такое ржавчина (приложение 12).

Проблема ржавления металлов их волнует 64 %.

Думают, что ржавление приносит человеку пользу - 3 %.

Считают, что ржавление приносит человеку вред - 82 %.

Вред ржавления видят в том, что изменяется внешний вид изделий, они становятся «грязными», загрязняют одежду, машины, ржавчина разрушает конструкции из металла.

Знают о том, что существуют способы защиты металлов от коррозии - 27 процентов.

Не знают способы защиты от коррозии - 24 %, не смогли ответить на этот вопрос 49%.

Могут предложить способы защиты от коррозии - 27 % учащихся. Среди предложенных способов: защита металлов от воды протиранием, смазкой, покрытие защитной пленкой, лаком, очистка щетками, хранение техники не под открытым небом, а в сарае, гараже, специальный уход.

Заключение. Выводы. Рекомендации.

Работая над проблемой изучения условий появления ржавчины я пришел к следующим выводам:

Ржавчина – налет на поверхности металла или сплавов, ведущий к их разрушению.

Результаты практических опытов позволяют сказать:

усиливают ржавление: вода, газы (например, кислород), поваренная соль, контакт с менее активным металлом;

замедляют ржавление щелочи и соли, дающие щелочную среду.

Ржавление приносит не только экономический ущерб, но также отрицательно влияет на здоровье человека, приносит ему материальный ущерб и негативно сказывается на состоянии окружающей среды.

Защитить металлы от коррозии можно доступными средствами.

Рекомендации по защите металлов от коррозии находятся в приложении 10.

Список литературы.

Большой энциклопедический словарь. Языкознание / гл.ред. В.Н.

Ярцева. М.: Науч. изд-во «Большая Рос. Энциклопедия», 2000. 688с.: ил.

Ожегов С. И. Словарь русского языка / Под ред. С. П. Обнорского. — М., 1949.

Толковый словарь русского языка: В 4 т. / Под ред. Д. Н. Ушакова. — М. : Сов. энцикл.: ОГИЗ, 1935—1940.

Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов / М.А .Шлугер, Ф.Ф.Ажогин, Е.А. Ефимов- М.: «Металлургия»,1981. -216с.

Юхневич Р., Валашковский Е Техника борьбы с коррозией / Р. Юхневич , Е.Валашковский -пер.с польск/Под редакцией Сухотина А.М.- Л: Химия,1978.- 304с.

Приложение 1.

Ржавчина на дверных шарнирах, материалах, инструментах.

Приложение 2.

Мост Кинзу после разрушения.

Приложение 3.

Ржавчина в водопроводной воде

Приложение 4.

Ржавчина на бытовой технике

Приложение 5.

Ржавчина на трубах, батареях

Приложение 6.

Коррозия трубопроводов газа и нефти

Приложение 7.

Закладка опыта

Первый день

Пронумеровал пробирки, положил по 2 гвоздя

Налил реактивы, чтобы гвозди находились в растворах

Пробирки плотно закрыл пробками

Каждый день вел наблюдения, записывая результаты в журнал

Приложение 8.

Фиксирование наблюдений

Второй день

Приложение 8 (продолжение)

Таблица наблюдений за изучением условий ржавления гвоздей

№ пробирки, день

Н₂О дистиллированная

Н₂О (дист)+ раститель-ное масло

NaOH, щелочь

Контакт с медью

NaCl, поваренная соль

1 день

2 день

Появление ржавчины оранжевого цвета на шляпках гвоздя и на донышке пробирки, в воде появилось помутнение.

Слой воды у дна пробирки стал слегка желтоватый. Цвет более яркий, чем в пробирке №1.

Я удивлен, что ничего не изменилось.

Появилась ржавчина на шляпке, на дне пробирки. Изменился цвет медной проволоки, она стала более темной.

Появилась ржавчина на шляпке гвоздя и на дне пробирки.3 день

3 день

Слой ржавчины на дне пробирки увеличился

Слой воды у дна имеет окраску, но осадка нет.

Продолжаю удивляться. Ничего не изменилось, но почему?

Слой ржавчины на шляпке гвоздя увеличился, стал более рыхлым.

Слой ржавчины увеличился.

4 день

Появился осадок на донышке пробирки

Рыхлый слой увеличился

Слой ржавчины появился на боковой поверхности гвоздей

9 день

Слой ржавчины на дне увеличился. Появился слой ржавчины на пробирке

Верхний слой воды стал желтым

Ржавчина осела на дно. Увеличился слой ржавчины на гвозде, на проволоке.

Ржавчина осела на дно, и появилась на стенках пробирки

11 день

Увеличился слой ржавчины на шляпках гвоздей

Верхний слой воды остается желтым, других изменений не наблюдается

А появится ли ржавчина? Когда?

На шляпке гвоздей горка ржавчины

Темно-коричневого цвета ржавчина оседает на дне пробирки.

16 день

Вода помутнела, слой ржавчины появился на стенках пробирки.

Верхний слой воды остается желтым, как пленка

До сих пор ничего не произошло.

Вода стала желеобразного состояния желтого цвета, на дне скопился осадок ржавчины

Осадок ржавчины на дне и по всей поверхности гвоздей.

Приложение 9.

Методы защиты от коррозии

Приложение 10.

Подручные домашние средства для удаления ржавчины

Подручное средство

Как применять?

1.Рыбий жир

Рыбий жир следует нанести на рыжее пятно и оставить на несколько часов. Благодаря жиру коррозия быстро исчезнет, а он создаст на металле тонкую пленку, которая будет защищать его от повторного появления ржавчины.

2.Картофель + соль или хозяйственное мыло

Если металл поражен коррозией незначительно, то:

разрежьте сырой картофель пополам;

посыпьте свежий срез каменной солью или намазать хозяйственным мылом; хорошенько натрите половинкой ржавое место на противне.

3.Уксус + лимонный сок

Необходимо смешать эти два вещества в равных частях и нанести на ржавчину (для борьбы с ржавчиной на металле и в ванной, с пятнами на одежде).

Для ткани достаточно, чтобы средство воздействовало около 20 минут, а для металла – несколько часов.

По истечении указанного времени потрите «ржавое пятно» на ткани щеткой, а на металле стальной мочалкой. По окончании удаления ржавчины хорошенько промойте пораженную вещь водой, после чего хорошенько высушите.

4.Пищевая сода

Добавьте в соду такое количество воды, чтобы по консистенции она была похожа на кашицу, после чего:

полученной смесью обработайте места, где появилась ржавчина, к примеру, раковину в ванной или смеситель; оставьте на полчаса;

хорошенько потрите поверхность металлическим скребком;

в случае, если ржавчина не до конца удалена, повторите процедуру.

5.Томатный

соус или кетчуп

Для удаления ржавчины обильно нанесите соус или кетчуп на ржавчину;

оставьте его на некоторое время; тщательно промойте металл;

6.Белый уксус + мука

Приготовьте пасту, смешав: 300 мл столового уксуса; одну столовую ложку каменной соли; немного муки , чтобы получилась густая консистенция.

Средством обработайте те участки латуни, которые поражены ржавчиной, и оставьте на полчаса. Возьмите тряпку и уберите пасту с поверхности, после чего промойте холодной водой и тщательно высушите металл.

7. Глицерин + зубной порошок + вода

Это средство поможет удалить пятна ржавчины с цветных тканей:

необходимо смешить все компоненты в равных частях;

нанесите на пятно ржавчины; оставьте на сутки;

на следующий день постирайте вещь.

8.Кока-кола

Отлично удаляет ржавчину с металла, так как содержит фосфорную кислоту.

Не стоит увеличивать время воздействия этих средств, поскольку можно повредить сам металл. Избавляйте от излишней влаги металл, чтобы не спровоцировать появление ржавчины.

Приложение 11.

АНКЕТА

для проведения социологического опроса учащихся о ржавчине.

Процесс коррозии

В современном мире из металлов самых разных видов производится большое количество продукции. Металлические материалы присутствуют в разных отраслях промышленности в виде станков и машин, инструментов. Очень важно при производстве какой –либо продукции сделать так, чтобы металлы как можно меньше покрывались ржавчиной или были устойчивы к ее появлению.

Характеристики коррозии

Коррозия в простонародии больше известная под названием ржавчина. Она представляет собой процесс самопроизвольного образования на металлической поверхности налета в результате влияния окружающей среды. Ржавчина обычно имеет темно-коричневый оттенок, который портит внешние качества изделия из того или иного металла.

Коррозия металла сегодня встречается достаточно часто. Причиной ее появления является то, что некоторые виды металлических материалов являются неустойчивыми к температурным перепадам и изменениям влажности. Изделиям из металлов достаточно часто приходится контактировать с различными веществами. Они могут влиять на них по-разному. В результате образуется коррозия различных видов.

Коррозия влияет не только на внешние качества изделий и объектов, но и способствуют разрушению металлического материала.

В результате конструкция, которая из него создана, приходит в негодность.

Коррозии подвергаются не только металлы, но и другие материалы. Сегодня довольно часто встречаются случаи, когда она появляется на пластмассе. Образование ржавчины присуще и бетонным изделиям.

Скорость коррозии зависит от размера температуры. С повышением температуры на каждые сто градусов появление ржавчины становится быстрее.

Типы коррозии

В современном мире представлено большое количество видов такого процесса, как образование ржавчины на поверхности материалов отдельных видов.

Виды коррозии сегодня встречаются следующие:

Электрохимическая коррозия. Данный вид образования коррозии характеризуется тем, что на поверхности металлов появляются гальванические элементы, которые вызывают появление ржавчины. Для появления данного типа коррозии необходимо наличие электролита. В его роли чаще всего выступает вода. При соприкосновении с конденсатом или водой электроды или другие элементы металла меняют свой оксилительно-восстановительный потенциал.
Водородная коррозия. При данном виде коррозии отмечается водородная деполяризация. При этом водород восстанавливается.
Кислородная коррозия. Бывают ситуации, когда водород в щелочной среде не имеет возможности выделяться. В результате выделяется кислород, который приводит к появлению налета ржавчины на металлической поверхности.
Химическая коррозия. При данном виде коррозии поверхность металла соприкасается со средой, которая провоцирует появления ржавчины.

Таблица. Виды электрохимической коррозии

№ пп	Вид электрохимической коррозии	Способ прокладки трубопровода (вид оборудования)	Дополнительные коррозионные факторы
1.	Атмосферная коррозия	Наружные поверхности трубопроводов наземной и канальной прокладки (при уровне подтопления и заиливания канала, не достигающим изоляционных конструкций). Поверхности различных металлоконструкций и оборудования, не контактирующие с водой и грунтом.	Внутренние напряжения в металле трубопровода и металлоконструкций, ударно-механическое воздействие капели с перекрытий. Характерные коррозионные повреждения: равномерная коррозия, в местах капели возможна коррозия пятнами.
2.	Подземная коррозия	Наружные поверхности трубопроводов бесканальной прокладки (при нарушении целостности изоляции), канальной прокладки (периодическое подтопление и заиливание канала, сопровождающееся увлажнением тепловой изоляции).	Внутренние напряжения в металле, коррозия внешним постоянным и переменным током, воздействие капели. Характерные коррозионные повреждения: неравномерная коррозия, коррозия пятнами, при воздействии блуждающих токов возможны сквозные поражения стенки трубопровода.
3.	Подводная коррозия	Наружные поверхности трубопроводов канальной прокладки. (Постоянное подтопление канала при отсутствии тепловой изоляции на трубопроводе). Внутренние поверхности трубопроводов и оборудования химводоподготовки (деаэраторы, фильтры и т.п.)	Внутренние напряжения в металле, коррозия внешним постоянным и переменным током. При неполном погружении трубопровода возможна коррозия по ватерлинии. Характерные коррозионные повреждения: неравномерная коррозия, при воздействии блуждающих токов возможны сквозные поражения стенки трубопровода, язвенные поражения в районе ватерлинии. На трубопроводах горячего водоснабжения возможно протекание процесса микробиологической коррозии железобактериями. Характерные коррозионные повреждения: язвенная коррозия (для внутренних поверхностей трубопроводов), точечная коррозия, неравномерная коррозия.

Ингибиторы коррозии

Ингибитор коррозии представляют собой химические соединения, которые используются для блокирования или задержания процесса образования ржавчины. Ели они есть в агрессивной среде, что процесс образования коррозии на металлических поверхностях сократится в разы.

Ингибиторы образуют на поверхности металлов тонкую защитную пленку, которая не дает проникать в поры металлов воздуху и жидкостям, которые могут нарушить их целостность. Они являются одним из самых эффективных методов борьбы с образованием ржавчины.

Коррозия на авто

Многие современные автомобилисты сталкиваются с тем, что на автомобилях появляется со временем ржавчина. Чаще всего страдает от этого кузов авто. Коррозия автомобиля относится к разряду часто встречающихся ситуаций. Она появляется на тех деталях, которые не сделаны из нержавеющей стали.

Сегодня есть специальные средства, которые предотвращают появление ржавчины на деталях авто. Они представлены различными составами, которые наносятся на поверхность перед п

Методы защиты металлов от коррозии

Коррозия каждый приводит к тому, что появляется большое количество убытков. Они исчисляются миллионами. Ущерб наносится не потому, что коррозия уничтожает металлы, а потому что в результате этого процесса портятся вещи из металлических материалов. В мире применяется большое количество оборудования, которое в большинстве своем сделано из металлической основы. Его стоимость является достаточно высокой. После выхода из строя оборудования не каждая организации имеет возможность приобрести еще одно такого же уровня. Именно поэтому так необходима защита от коррозии.

В современном мире очень важно правильно подобрать средства для борьбы с появлением ржавчины на металлических изделиях. Необходимо перед нанесением краски тщательно подготовить металлическую поверхность. От этого зависит восемьдесят процентов противостояния образованию коррозии. Лакокрасочные материалы, которые наносятся в последующем, обеспечивают лишь двадцати процентную защиту. Сегодня для обработки металлических поверхностей можно использовать специальные преобразователи ржавчины, которые выполняют роль и защиты и грунтовки.

Статьи по теме

Антикоррозионные средства

Антикоррозионные пигменты классифицируются на: цинковые крона, алюминий три-полифосфаты и слюдянистую окись железа.

Защита трубопроводов от коррозии

Сегодня без разных видов трубопроводов невозможно представить себе жизнью Они находятся практически в каждом населенном пункте и обеспечивают коммуникации. Производств труб для прокладки под землей осуществляется из металлов самых разных типов.

Оксидирование

В современном мире имеется большое количество методов, которые используются для борьбы с образованием коррозии на поверхности металлов. Метод образования оксидной пленки является одним из самых эффективных.

Гальваническое покрытие

В современном мире большую популярность получила процедура нанесения на металлические материалы различных веществ, которые предотвращают образование на них коррозийного налета.

Ингибитор коррозии

Ингибитор не является каким-то конкретным веществом. Так называют целуют группу веществ, которые направлены на остановку или задержку протеканий каких-либо физических или физико-химических процессов.

Фосфатирование

Сегодня для защиты металлических изделий от образования коррозийного налета применяется большое количество способов. Все они направлены на то, чтобы создать на поверхности тонкий защитный слой, который будет длительное время защищать от процесса окисления металла. Обработка металлов фосфатирующими растворами является эффективным методом борьбы с образованием ржавчины.

Для проведения процедуры фосфатирования необходимо изначально провести подготовку металлов или металлических изделий. Для того чтобы вещества раствора лучше адгезировались нужно тщательно обезжирить и промыть поверхность, которая будет подвергаться обработке. Только в этом случае покрытие будет качественным и продержится достаточно длительное время. При необходимости металлический материал перед процедурой можно отшкурить при помощи наждачной бумаги.

Фосфатирование металла

Фосфатирование представляет собой один из самых действенных методов борьбы с ржавчиной. Данный способ обработки

металлических покрытий относится к разряду дополнительных. Этот метод основан на том, что металлы при погружении в фосфатирующее вещество покрываются его компонентами. Они оседают на поверхности и образуют дополнительную защитную пленку.

Процедура фостфатирования металлических покрытий позволяет наилучшим образом подготовить их к нанесению лакокрасочного покрытия. Данная мера позволяет металлу реже подвергаться образованию коррозии. Данный метод походит для дополнительной обработки и черный и цветных типов металлов.

Фосфатирование металлов в промышленных масштабах осуществляется путем распыления или погружения изделий в вещество.

Оно изготовлено из:

Данные элементы образуют единое вещество, которое при взаимодействии другими металлами адгезируется с ними и обеспечивает надежную защиту от процесса окисления и образования коррозии.

На многочисленных промышленных предприятиях данный метод подразумевает качественное нанесение раствора на металлические изделия.

Делается это несколькими способами:

распыление,
нанесение валиком,
нанесение кистью.

Процесс фосфатирования не занимает много времени. После проведения такой процедуры необходимо дать изделиям из обработанных металлов просохнуть.

Фосфатирование стали

На сегодняшний день данная процедура обработки доступна для различных элементов. Фосфатирование стали подразумевает нанесение на поверхность изделия из данного материала фосфатирующего вещества. Благодаря этому на поверхности металла образуется дополнительная защитная пленка, которая практически никак внешне не заметна.

Фосфатирование воды

Для обработки барабанный котлов применяется фосфатирование воды. В этом случае вода с растворенными в ней фосфатами вводится в барабан.

Важно: У данного метода есть большое количество противников Не рекомендуется его использовать, когда котел нагревается.

Таблица 1: Пригодность фосфатирования как основы для нанесения лаковых покрытий на различные металлические поверхности

Тип фосфатирования	Обрабатываемые металлические поверхности
Тип фосфатирования	Сталь	Оцинкованная сталь	Алюминий
Кислое щелочное фосфатирование	+	+	+
Цинковое фосфатирование	+	+	+
Низкоцинковое фосфатирование	+	+	+
Mn модифицированное низкоцинковое фосфатирование	+	+	+
Никелевое фосфатирование	o	+	-
Цинко-кальциевое фосфатирование	+	o	-

Пояснения: + - пригодно; o - условно пригодно; - -непригодно

Виды фосфатирования

Сегодня имеется большое количество видов фосфатирования.

Из них выделяются следующие:

Химическое фосфатирование

Данная процедура применяется по отношению к тем металлам, которые обладают не прочной структурой. Среди них выделяются: алюминий, низколегированная сталь и магний, цинк. К одному из подтипов химического фосфатирования относится аморфоное фосфатирование. Для поведения данной процедуры используются фосфаты железа.

Черное фосфатирование

Данный процесс обработки металлических изделий относится к разряду декоративных. Он предполагает образование на их поверхности пленки черного цвета. Она является достаточно плотной и придает любому изделию дополнительную прочность.

Цинковое фосфатирование

Процесс обработки металлов цинковыми фосфатами и сплавами данного металла является одним из самых действенных методов укрепления структуры любого металла. В результате покрытие обладает оптимальной толщиной и приятным серебристым оттенком.

Преимущества фосфатирования

Фосфатирование используется в большинстве случаев для придания металлическим поверхностям дополнительной защиты от образования коррозийного налета. Благодаря фосфатирвоанию металлы приобретают следующие положительные качества:

твердость. Металлы становятся более устойчивыми к появлению внешних повреждений.
устойчивость к влиянию электрического тока.
улучшаются сроки эксплуатации тех или иных металлических изделий, которые были обработаны методом фосфатирования.
прочность покрытия. Металлы покрываются дополнительной защитной пленкой, которая придает им особые свойства.

Процедура фосфатирования на производственных предприятиях не используется так часто, как анодирование, например.

Нейтрализатор ржавчины

Сегодня для защиты металлов от образования коррозии создано большое количество средств. Одни из направлены на то, чтобы предотвратить образование на металлической поверхности коррозийного налета. Другие же используются для его устранения.

Удаление ржавчины

Преобразователь ржавчины - какой лучше?

Сегодня производится большое количество смесей для обработки металлических поверхностей. Есть специальные составы, которые помогают бороться с образованием налета коррозии. Они получили названием преобразователи ржавчины.

Удаление ржавчины

Сегодня с образованием ржавчины на металлических поверхностях сталкиваются многие люди. Она образуется под воздействием окружающей среды. Процесс образования ржавого налета может иметь разную продолжительность. Она зависит от того, в каких условиях окружающей среды находится тот или иной металлический предмет.

Характеристика ржавчины

С химической точки зрения ржавчина представляет собой оксид железа. Он образуется путем влияния кислорода на железо в условиях высокой влажности. С физической точки зрения данное образование на металлической поверхности представляет собой налет насыщенного оранжевого цвета, который обладает достаточно хрупкой консистенцией. Цвет ржавчины при некоторых условиях может быть и зеленым.

На сегодняшний день встречается несколько видов ржавчины. Они зависят от того, каким образом образуется налет.

К видам данного типа коррозии относятся:

Красные окислы. Они образуются под воздействием кислорода на железо под воздействием воды.
Зеленая ржавчина. Она образуется под воздействием на железо хлора без участия в процессе кислорода. В современно мире не редко встречается такой тип ржавчины. Он известен многим благодаря налету, который образуется на арматуре, которая применяется для сооружения бетонных морских столбов.

Существует еще несколько видов и форм ржавчины. Все он отличаются визуально. В некоторых случаях для определения типа коррозии используется метод спектроскопии. Образование коррозии на железе практически неизбежно. Постепенно любое количество данного металла под воздействием кислорода и воды превращается в груду, которая полностью покрыта налетом насыщенного оранжевого цвета. В последующем это может привести к разрушению железа. Под воздействием ржавчины данный металл начинает приобретать не плотную структуру, что приводит к тому, что ржавчина его разъедает и уничтожает.

Ржавчина принадлежит к одному из продуктов такого процесса, как коррозия. В результате него повреждаются различные виды металлов. Коррозии подвержены металлы, которые образуются из сплавов железа. Сталь в некоторых случаях тоже подвергается данному процессу, если она не относится к разряду нержавеющих. Однако ржавчиной называется именно процесс образования оксида железа.

Причиной ржавления железа чаще всего является наличие воды, доступа к кислороду и к другим сильным окислителям. Под их воздействием железо начинает покрываться ржавым налетом. Для того чтобы ускорить этот процесс достаточно только добавить соли. В результате электрохимической реакции железо начнет ржаветь сильнее и быстрее произойдет разрушение предмета, который сделан из данного металла.

В некоторых случаях железо начинает покрываться ржавчиной, если оно находится в агрессивной среде. Такой средой может быть раствор, состоящий из воды диоксида серы и углекислого газа.

Таблица. Основные количественные показатели коррозии и коррозионной стойкости.

Вид коррозии	Основные количественные показатели коррозии и коррозионной стойкости
Вид коррозии	Коррозионный эффект (интегральный показатель коррозии)	Скоростной (дифференциальный) показатель коррозии	Показатель коррозионной стойкости
Сплошная коррозия	Глубина проникновения коррозии	Линейная скорость коррозии	Время проникновения коррозии на допустимую (заданную) глубину*
Сплошная коррозия	Потеря массы на единицу площади	Скорость убыли массы	Время до уменьшения массы на допустимую (заданную) величину*
Коррозия пятнами	Степень поражения поверхности	Время достижения допустимой (заданной) степени поражения*
Питтинговая коррозия	Максимальная глубина питтинга	Максимальная скорость проникновения питтинга	Минимальное время проникновения питтингов на допустимую (заданную) глубину*
	Максимальный размер поперечника питтинга в устье		Минимальное время достижения допустимого (заданного) размера поперечника питтинга в устье*
	Степень поражения поверхности питтингами		Время достижения допустимой (заданной) степени поражения*
Межкристаллитная коррозия	Глубина проникновения коррозии	Скорость проникновения коррозии	Время проникновения на допустимую (заданную) глубину*
Межкристаллитная коррозия	Снижение механических свойств (относительного удлинения, сужения, ударной вязкости, временного сопротивления разрыву)	Скорость проникновения коррозии	Время снижения механических свойств до допустимого (заданного) уровня*
Коррозионное растрескивание	Глубина (длина) трещин	Скорость роста трещин	Время до появления первой трещины**
Коррозионное растрескивание	Снижение механических свойств (относительного удлинения, сужения)	Скорость роста трещин	Время до разрушения образца Уровень безопасных напряжений (условный предел длительной коррозионной прочности) Пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозионном растрескивании
Коррозионная усталость	Глубина (длина) трещин	Скорость роста трещин	Количество циклов до разрушения образца Условный предел коррозионной усталости Пороговый коэффициент интенсивности напряжений при коррозионной усталости**
Расслаивающая коррозия	Степень поражения поверхности отслоениями Суммарная длина торцов с трещинами	-
Расслаивающая коррозия	Глубина проникновения коррозии	-	Скорость проникновения коррозии

Борьба с ржавчиной

В современном мире производится большое количество изделий из железа. Они представлены и товарами промышленного назначения, и продукцией для использования в быту. Всегда хочется, чтобы они прослужили длительное время. Образование ржавчины не является полезным для предметов, сделанных из железа. Она приводит к их поломке и выходу из строя. Именно по этой причине следует знать о том, как убрать ржавчину, и как противостоять ее появлению.

Для того чтобы ржавчина не нанесла вред изделиям необходимо использовать специальные средства для того, чтобы на поверхности объектов из железа образовалась пленка, защищающая от проникновения в структуру металла воздуха и воды.

На сегодняшний день для защиты от ржавчины используются следующие методы:

Гальванизация. Данный метод применяется при производстве нержавейки. На металл наносится слой меди или цинка. Также в некоторых случаях применяется кадмий. Данные вещества образуют на поверхности не видную пленку, которая придает материалу железа плотность и высокую устойчивость к влаге и к кислороду.
Катодная защита. Данный метод применяется преимущественно для труб, которые прокладываются глубоко под землей. К ним проводится электрический заряд, который вызывает электрохимическую реакцию, предотвращаю появление ржавого налета на поверхности труб.
Нанесение на поверхность предметов из железа лакокрасочных изделий. Данный метод заключается в том, чтобы помимо декорирования изделия, защитить его от налета ржавчины. Краска тонким слоем покрывает металла и не дает возможности влаге и воздуху добраться до структуры железа.

Важно: Для того чтобы на окрашенном изделии не образовалось ржавчины необходимо следить, чтобы краска лежала ровным слоем и не имела никаких сколов. Иначе на поверхность металла будет влиять влажность и воздух.

В настоящее время имеются средства для удаления ржавчины. Их можно использовать, когда налет уже образовался. Они направлены на то, чтобы сделать структуру налета более хрупкой для получения возможности снятия его с поверхности металла.

Самым популярным средством устранения ржавого налета является преобразователь ржавчины. Он представляет собой раствор, который превращает налет в вещество, которое легко поддается устранению. Многие такие средства делают структуру ржавчины более однородной, что позволяет оставлять ее на поверхности металла для проведения лакокрасочных работ, если она не нарушает ее ровность.

Средства для удаления ржавчины

Сегодня не редко встречается специальная краска по ржавчине. Она представлена на отечественном рынке большим количеством марок. Ее достоинством является то, что, она дает достаточно плотное покрытие. Она обладает тройным действием.

Она сочетает в себе функции:

преобразователя ржавчины,
грунтовки,
красящего вещества с высоким уровнем плотности.

Она не только устраняет следы ржавчины, но и делает покрытие более ровным и привлекательным. Краски для работы с ржавыми предметами обладают высоким уровнем насыщенности цвета, чтобы даже в один слой скрывались все следы наличия ржавого налета. При этом на металле образуется небольшой слой пленки, который не дает ржавчине и дальне распространяться и развиваться новой.

Видео удаления ржавчины

Алкидная эмульсия

Требования защиты окружающей среды вызвали интерес к алкидным эмульсиям. Стабильные эмульсии можно получить из большинства алкидов при условии, что вязкость смол не слишком большая и прилагаемых сдвиговых сил достаточно для эмульгирования.

Фосфатирование

Марки нержавеющей стали

В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом.

Грунтовка по ржавчине

Грунтовка в своем составе содержит: растворитель, связующий компонент и различные добавки для придания ей особых свойств. Цвет грунтовки обычно прозрачный или мутно белый.

Читайте также: