Защита стали от коррозии

Металлические изделия с давних времен присутствовали в жизни человека. Большей популярностью пользуются конструкции из железа и его сплавов. Однако они имеют существенный недостаток – подвержены коррозии или ржавлению. Сегодня предлагается немало способов защиты от коррозии, благодаря которым конструкции из металла могут прослужить значительно дольше.

Виды коррозии

Для успешной борьбы с коррозией необходимо знать, каких типов она бывает:

• Атмосферная. Окислительный процесс начинается в результате контакта металла с кислородом и водяными парами, которые содержатся в воздухе. Скорость протекания данного процесса также зависит от химически активных веществ, содержащихся в воздухе.
• Жидкостная. Встречается на металлических изделиях, погруженных в воду. Если в воде содержится соль, особенно морская, то процесс окисления ускоряется.
• Почвенная. Появляется на металлических предметах, расположенных в грунте. Грунт является агрессивной коррозионной средой, в состав которого входит большое количество элементов. Агрессивность определяется составом почвы, pH, влажностью, электропроводностью.

При выборе способа защиты от коррозии обязательно необходимо учитывать, в какой среде находится конструкция из металла.

Характерные типы поражения ржавчиной

Выделяют следующие типы разрушений:

• поверхность полностью или частично покрыта ржавчиной;
• видны небольшие пятна ржавчины, которые проникают точечно внутрь предмета;
• разрушение в виде глубокой трещины;
• происходит разрушение одного из металлов в составе сплава;
• наблюдается глубинное проникновение по всей поверхности;
• возможно сочетание нескольких приемов.

По способу взаимодействия металла с внешней средой выделяют химическую коррозию и электрохимическую. В первом случае ржавчина не связана с воздействием электрического тока, а во втором – происходит взаимодействие металлической поверхности с электролитом.

Способы защиты от коррозии

Промышленные

Промышленные способы защиты металлоконструкций от ржавчины включают в себя: 

• Термическую обработку.
• Лакокрасочное покрытие. В данном случае покрытие должно быть сплошным, газо- и водонепроницаемым, обладать механической прочностью, твердостью, быть эластичным.
• Легирование металлов. Один из наиболее эффективных способов. Процесс легирования подразумевает добавление в состав сплава легирующих элементов. Это способствует пассивации металла, то есть у сплава появляется устойчивость к образованию ржавчины.
• Использование другого металла для защиты поверхности. Наносится тонкий слой металла (Al, Zn, Co) с помощью специального оборудования при соблюдении определенной температуры и давления.
• Электрозащиту. Вблизи металлической детали устанавливают пластины из другого металлического элемента или сплава (аноды). Течение тока в электролите проходит через данные пластины, а не через изделие. Данный способ нередко применяется для защиты подводных деталей морского транспорта и буровых платформ.
• Применение ингибиторов. Это особые вещества, способные приостановить химическую реакцию.

Это далеко не весь список возможных способов защиты от ржавчины. Многое зависит от того, в какой среде будет находиться конструкция из металла.

Бытовые 

Бытовые способы в основном сводятся к нанесению лакокрасочных покрытий. Можно воспользоваться:

• разными полимерами;
• металлической пудрой;
• силиконовой смолой;
• ингибиторами.

Отдельно стоит сказать о составах, которые наносятся на участки, затронутые коррозией. Преобразователи позволяют восстановить металл из окислов и предотвратить дальнейшую химическую реакцию.

Выделяют следующие группы преобразователей:

• Стабилизаторы, с помощью которых оксиды железа преобразуются в другие вещества.
• Преобразователи оксидов железа в соли. После нанесения образуется защитный барьер путем преобразования продуктов коррозии.
• Грунты, обладающие высокой адгезией. Покрывают ими уже защищенную поверхность. Благодаря грунту можно сэкономить на финишной краске, поскольку в составе содержатся ингибирующие вещества.
• Смолы и масла, оказывают нейтрализующее действие на частички ржавчины путем обволакивания.

Методы повышения сопротивляемости

Добиться устойчивости к коррозии можно путем добавления особых элементов (нержавеющие стали). Такими добавками являются никель, марганец, хром, медь, кобальт в определенной дозировке.

Предотвратить процесс ржавления металла позволяет также удаление из его состава компонентов, ускоряющих разрушительный процесс (из стальных сплавов – кислород и серу, из алюминиевых и магниевых – железо).

Снижение агрессивности внешней среды и электрохимическая защита 

С помощью добавления во внешнюю среду ингибиторов можно остановить процесс окисления. Они позволяют в сотни раз замедлить химические реакции.

Электрохимический потенциал стали изменяется под воздействием электрического тока. Данный процесс позволяет замедлить или остановить процесс ржавления.

Пленочная защита

Препятствуя проникновению молекул активных веществ к молекулам стали, защитная пленка

предотвращает процесс ржавления. Такая пленка может быть образована из пластмассы, лакокрасочных материалов и смолы.

Как правило, с помощью краски наносится несколько слоев, но для начала нужно нанести слой грунта, это позволяет улучшить сцепление с поверхностью. Срок службы пленочной защиты – от 5 до 10 лет.

Для получения защитной пленки могут использоваться и другие металлы: никель, цинк, хром. Наиболее подходящий метод для их нанесения – гальванический.

Покрытие с более низким электрохимическим потенциалом называется катодным, с более высоким – анодным.

Покрытие из металла также может быть нанесено и методом плазменного распыления.

Срок службы любой металлоконструкции ограничен. Со временем внешний вид изделия может изменяться из-за влияния различных негативных факторов, включая коррозию. Для предотвращения столь разрушительного процесса необходимо прибегать к доступным методам защиты от появления ржавчины. Большое значение имеет и правильный выбор того или иного метода в зависимости от изначальных свойств изделия и условий его эксплуатации.