Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электрохимические способы защиты автомобиля от коррозии

Электрохимические способы защиты автомобиля от коррозии

Коррозия – наиболее распространенная причина разрушения металлических поверхностей вашего автомобиля. Продукт коррозионного процесса – это ржавчина – оксид железа. Коррозия металла не останавливается ни на секунду – она начинается в момент рождения автомобиля и распространяется по кузову, днищу, что неизменно приведет в негодность автомобиль, если ничего с этим не делать. Электрохимическая защита автомобиля от коррозии – один из лучших вариантов уберечь свою машину от ржавения. /> />

Как защитить автомобиль

Есть три эффективных способа электрохимической защиты от коррозии:

  1. Пассивные методы борьбы. Принцип базируется на изоляции автомобиля от губительного воздействия агрессивной среды.
  2. Метод активной защиты. Это комплекс работ по защите металлических поверхностей автомобиля.
  3. Преобразующий метод. Направлен на борьбу с уже возникшей ржавчиной: удаление, выжигание, модификация ржавчины.

Наиболее действенный способ – активный, а самой перспективной считают электрохимическую защиту кузова от коррозии. Методов защиты от электрохимической коррозии есть два:

  • катодный метод,
  • анодный метод.

Катодная электрохимическая защита

Самым популярным методом является катодная защита – это метод подразумевает сдвиг потенциала корпуса в отрицательную сторону.

Принцип катодной защиты заключается в прохождении тока, вызванного разницей потенциалов между металлом кузовных деталей машины и средой вокруг нее. Более активный материал при этом окисляется, менее активный — восстанавливается.

Электрозащита выполняется с помощью прибора, подключенного к источнику постоянного тока, – этот тип принято называть электронной защитой.

Для этого нужен электронный модуль, который можно приобрести либо изготовить самостоятельно. Он монтируется в салоне автомобиля и подсоединяется к бортовой сети.

Защитный прибор временами следует отключать, так как слишком сильное смещение потенциала может спровоцировать растрескивание металла – этот нюанс можно назвать единственным недостатком катодной защиты от коррозии.

Гаражное хранение – отличный способ защиты

Обезопасить автомашины от ржавения, которые находятся в неподвижном состоянии, можно в гараже, поскольку он предохраняет автомобиль от негативного воздействия. Достаточно подключить кузов к одной из металлических стен. Использование металлического гаража в качестве анода – самый простой и доступный метод электрохимической защиты. Если гаража нет, можно также использовать контур заземления на открытой стоянке.

Читайте также: Как помыть и высушить фары изнутри при этом не разбирая их

Если в гараже пол выполнен из металла или есть открытые участки с железной арматурой, то днище машины тоже будет защищено. Летом металлические гаражи создают парниковый эффект, но если выполнить электрохимическую защиту, то он не будет разрушать металлические поверхности, а, наоборот, будет защищать кузов от коррозии.

Есть смысл обеспечить оградить свою технику от коррозии, чтобы не подвергать ее действиям ржавчины и в будущем не плакать над изможденным кузовом.

Для эффективной работы любой из систем, изучите принцип действия электрохимической защиты, придерживайтесь рекомендаций, следуйте инструкциям и тогда ваш автомобиль получит хороший щит, который обеспечит внешний вид машине и отличное настроение ее владельцу.

Катодная защита от коррозии для движущегося автомобиля

Как своими руками защитить движущуюся машину? Автомобиль в этом случае выступает в качестве катода, а в роли анода водители используют заземление, как защиту автомобиля – резиновый «хвост» или защитные электроды.

«Хвост» — простейший метод профилактики коррозии. С виду это резиновая полоска с вставленными металлизированными элементами. Как правило, ее крепят к задней части машины таким образом, чтобы она свисала и создавала разницу потенциалов между кузовом автомобиля и покрытием дороги.

Огромный плюс «хвоста» — контроль над статическим напряжением. К примеру, на транспортных средствах, перевозящих огнеопасные грузы, применяют в качестве анодов-«хвостов» металлические цепи, которые контактируют с дорогой – так удаляется статика, по причине которой может возникнуть возгорание.

Применение анодной методики

Принцип анодной защиты от коррозии – это принцип некой жертвенности. Пластины, выполненные из цинка, алюминия или меди, устанавливаются в местах, где коррозионные процессы наиболее активны, и перетягивают губительный процесс окисления на себя – в данном случае корпус автомобиля является анодом. Протекторы зачастую устанавливают в зоне крепления брызговиков, на внутренних поверхностях порожков и т.п.

Читайте также: 7 секретов и особенностей полировки автомобильного кузова

Защитить кузов автомобиля от коррозии можно своими руками, изготовив подобные защитные протекторы. Металл, из которого выполнены защитные электроды, может быть разным. Существует два варианта:

Разрушающиеся протекторы. Такие электроды недолговечны – их нужно менять раз в четыре года. Это алюминиевые протекторы, магниевые протекторы, нержавейка, цинковые протекторы.
Неразрушающиеся. Служат намного дольше, однако, и стоимость их гораздо выше. Платина, графит, магнетит – все эти металлы используют в качестве протекторов.
Необходимо знать правила инсталляции таких анодов:

  • форма протектора прямоугольная или круглая. Площадь колеблется от 4 до 10 кв. см.,
  • один элемент способен обезопасить до 35 см площади автомобиля,
  • устанавливать электрод можно на лакокрасочное покрытие при помощи эпоксидного клея, но в некоторых случаях пластины нужно присверливать к корпусу – это уже определенный недостаток, которым располагает протекторная защита автомобиля,
  • пластину следует устанавливать навстречу брызгам.

Оцинковка кузова

Оцинковку кузова выполняет завод-изготовитель. Как правило, кузовные элементы будущей машины погружаются в емкость с расплавленным цинком. Толщина металла, который осядет на поверхности, не больше 2 мкм. Здесь действует принцип, основанный на электрохимических процессах, а именно цинк отбирает окислительные процессы на себя.

Читайте так же:
Механическая лопата для копки огорода

Вообще, оцинковка может выполняться тремя способами:

  1. Термический, о котором говорилось выше.
  2. Гальванический способ. Деталь погружают в электролит и цинк налипает на деталь.
  3. Холодный способ. Деталь окрашивают цинкосодержащим составом.

Цинковое покрытие имеет один недостаток – все дело в микропорах, которые есть в цинке.

Буквально через год оцинковка перестает работать должным образом. Большую эффективность предоставляет современный метод катафорез, который предусматривает нанесение 7-9 мкм. цинка. Таким образом срок эксплуатации покрытия возрастает до 10 лет.

Защита машины – процесс обязательный и автовладелец должен это понимать. Все перечисленные способы хороши и действенны, но катодный способ все же намного лучше остальных.

Способы защиты от коррозии и их сравнение

Коррозия ежегодно приносит людям огромные убытки. Поэтому, как только человек начал использовать металлы, он сразу же приступил к поиску эффективных способов защиты от коррозии.

По своей сути все способы защиты от коррозии, применяемые сегодня, можно разделить на 3 вида:

koroziya

  • Конструктивные;
  • Пассивные;
  • Активные.

Конструктивные способы – это защита коррозируемых металлов различными заслонами, защитными панелями, резиновыми прокладками, битумом или любыми другими не тонкослойными покрытиями.

Пассивные способы (барьерные) – это грунты, краски, лаки и эмали, покрытия создающие барьер, направленный на изоляцию поверхности металла от взаимодействия с окружающей средой.

Активные способы – заключаются в повышении электродного потенциала металла или использовании другого металла, более активного, который будет жертвовать свои электроды, разрушаться сам, тем самым защищая от ржавчины металлическое изделие. Сегодня самым удобным и эффективным способом является именно этот – применение жертвующего собой металла, а металл, который для этого предпочитается – цинк.

Плюсы и минусы способов защиты от коррозии

У конструктивных способов защиты от коррозии очень мало плюсов. Они сложны в применении, дорого обходятся, занимают много места, а иногда их просто невозможно использовать. Например, в качестве защиты от коррозии оборудования, кованых изделий, заборов, объектов городской инфраструктуры. Поэтому конструктивные методы сегодня применяются очень редко и только там, где они скрыты – для внутренних металлических конструкций зданий.

Пассивные способы защиты от коррозии обладают множеством плюсов, но и не лишены минусов.

/kraski

  • Удобство нанесения
  • Низкая цена
  • Разнообразие цветов и видов
  • Создание барьера между поверхностью металла и окружающей средой
  • Недолговечность – 1-3 года при благоприятных условиях
  • Слабая стойкость к механическим повреждениям
  • Даже при небольшой царапине барьер нарушается, проявления окружающей среды проникают к поверхности металла и начинается процесс коррозии

Самый распространенный активный способ защиты от коррозии — цинкование. Так как защита с помощью цинка эффективнее и долговечнее всего защищает металлы от коррозии. Цинк коррозирует в 3 раза медленнее, чем большинство металлов, к тому же стоит намного дешевле, чем, к примеру, платина, которая так же почти не подвержена коррозии. Именно поэтому цинк – идеальный вариант в качестве защитного металла, жертвующего собой ради защиты от коррозии других металлов.

tsinkovanie

  • Долговечность – защищает до 25-50 лет
  • Высокая стойкость к механическим повреждениям, агрессивной среде, воде и прочим воздействиям
  • Даже при нарушении целостности слоя продолжает защищать от коррозии
  • Позволяет добавлять слои и увеличивать срок защиты в процессе эксплуатации
  • Требуется тщательная подготовка поверхности и четкое соблюдение технологического процесса
  • Содержание цинка в сухой пленке покрытия более 95%.
  • Наличие связующего вещества и нейтральных смол, которые помогают частицам цинка активно взаимодействовать между собой и жертвовать электроны на борьбу с коррозией.
  • Размер частиц цинка 12–15 мкм и их чистота от 98%.

Если все вышеуказанные условия соблюдаются, то цинковое покрытие защищает сразу двумя способами: пассивным и активным. То есть, одновременно создает прочный барьер между поверхностью металла и окружающей средой, а если барьер поврежден, то жертвует коррозии свои электроны до тех пор, пока покрытие полностью не истощится.

Только в этом случае полученный состав является цинкованием и может наноситься в качестве защитного покрытия на другие металлы различными способами. Способов нанесения цинкования несколько: горячее цинкование, холодное, гальваническое, газо-термическое, термодиффузионное. Подробнее о различных видах цинкования, их плюсах и минусах вы можете прочитать в статье: Виды цинкования металлов.

Сравнение самых популярных способов защиты от коррозии

ХарактеристикиХолодное цинкование
(Барьер-цинк)
Горячее цинкованиеКраска
Активная катодная защита++
Легкое применение на месте++
Многократное нанесение++
Возможно финишное покрытие+±+
Нанесение в экстремальных условиях (высокая влажность и низкая температура)+
Неограниченный срок хранения+
Контакт с питьевой водой++
Температурная и механическая устойчивость++
Сварка по покрытию+±
Восстановление покрытия+
Нанесение при отрицательных температурах (-35)+

Если сравнить самые популярные сегодня способы защиты от коррозии, то очевидно, что холодное цинкование имеет больше преимуществ. Обработка методом холодного цинкования позволит вам сэкономить, увеличить стоимость ваших конструкций, а значит и ваши доходы, сделать изделия привлекательнее для ваших покупателей. Холодное цинкование позволит вам гордиться произведенной продукцией и не волноваться за ее качество, ведь после нанесения можно просто забыть о коррозии на срок до 25 и более лет.

На нашем сайте вы можете найти цинкосодержащие грунты для холодного цинкования, способные защитить металл в различных условиях эксплуатации. Среди них, Барьер-Грунт — цинкосодержащая краска-грунтовка для металла (96% цинка) гарантирующая антикоррозийную защиту на срок от 10 до 50 лет.

Читайте так же:
Настройка карбюратора бензопилы эхо

Есть вопросы по выбору состава? Обращайтесь в представительство в вашем городе:

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях?

Отличительная черта двадцатого века – появление новаторских материалов, которым найдено масса применений в самых разнообразных сферах жизнедеятельности человека, включая строительную. В металловедении также появились новаторские разработки, причем особенное внимание уделялось вопросам антикоррозионной обработки и созданию материалов, которые помогут добиться желаемой цели. Например, были разработаны гальванические покрытия, панели из композитных материалов, отделка из керамики (облицовочный кирпич, керамогранит и т.п.), а также иные материалы, которые нет необходимости дополнительно обрабатывать, чтобы получить защиту от погодных и иных негативных воздействий. Строительные технологии по прежнему основаны на использовании металлических конструкций, а декоративные конструкции, как правило, изготавливаются из подверженного коррозии металла. Например, при отделке фасадов, невозможно обойтись без массы крепежей, скрытых элементов, включая точки ввода-вывода материалов. Все эти элементы изготавливаются из металла, который нуждается в защите от ржавчины. Причина ее появления – влага, которая оказывает разрушительное действие на железо не только на открытом воздухе, но и в помещениях. Чтобы защитить металлические конструкции, на их поверхность наносят составы с изолирующими и защитными свойствами.

Традиционные методики защиты от ржавчины – удаление ее механическим путем и покрытие преобразователями коррозии, с дальнейшим нанесением грунтовочных и отделочных составов. В некоторых случаях, изготовители ЛКМ рекомендуют после покраски, дополнительно наносить специальные защитные составы. Выбирая защитные составы, проверяйте их качество, читайте информацию на упаковке, где перечисляются добавки для повышения защитных, изолирующих и иных характеристик составов.

Очевидной, что классические процессы покраски металлических поверхностей являются сложными, связанными с немалыми затратами времени и сил.

Современные составы

Сегодня производители предлагают современные антикоррозионные решения с универсальными составами, позволяющими решать сразу ряд задач, а не одну определенную. Большой популярностью пользуются средства, сочетающие два, либо три свойства. Например, составы «двойного действия» сочетают свойства краски и грунтовки, благодаря которым одновременно выполняется предварительная и финишная обработка поверхностей из металла. Достаточно часто такие краски рекомендуется наносить на предварительно прогрунованные поверхности, которые регулярно подвергаются воздействию агрессивных факторов, например, для кровельных материалов.

Краски «три в одном», содержат не только грунт и финишное покрытие, но и преобразователь ржавчины. Такие составы рекомендуется наносить на поверхности, значительно подвергшиеся коррозии, с которых предварительно удаляется рыхлая коррозия. Маркируются такие краски обычно специальным текстом, указывающим на возможность нанесения на коррозию непосредственного.

Вода защитит от ржавчины?

Подобное утверждение еще недавно казалось абсурдным. Тем не менее, передовые технологии открывают в разных направлениях новые возможности, не остаются в стороне и разработчики новых ЛКМ. Краски на новых полимерах с каждым годом занимают все большую нишу на рынке, пользуясь популярностью у потребителей. Новые разработки оказались настолько успешными, что в Дюссельдорфе, на международной конференции в 2013 году отдельно освещались достоинства водных лакокрасочных материалов, их недостатки и возможности устранения последних.

В промышленности и многих сегментах рынка также все большей популярностью пользуются водные 2K PU системы, которые являются отличным вариантом, отвечающим современным требованиям к качеству и необходимости внедрения решений, не наносящих экологии вреда.

Производители ЛКМ стабильно улучшают средства на водной основе, а разработчики предлагают новые решения для отвердителей.

Доктор Christoph Irle, выступая на упомянутой конференции, уделял значительное внимание производству подобных составов, утверждая, что решение данных вопросов способствует получению водных 2K систем высочайшего качества и соответствующих требованиям, которые были давно определены для систем 2K PU. Вопросы полиуретанов упоминал и доктор Norbert Pietschmann в своем докладе. При оценке противокоррозионных качеств связующих, ингибиторов и пигментов в разных сочетаниях, им проводились электрохимические измерения для более быстрых и корректных результатов. Кроме того, был определен быстрый и оптимальный вариант подбора ингибитора и красителя.

Разработчики подтверждают возможность создания смесей с хорошей коррозийной устойчивостью и проникновением. Впрочем, такие результаты получены лишь для сплавов стали с цинкофосфатны подслоем.

Как защититься от ржавчины дома

Обычный металл и сталь высокого качества, под влиянием влажности, покрывается рыхлой пленкой коричневого цвета. Очень часто, даже новые изделия, оставленные на длительное время «на воздухе», постепенно покрывает неприятная короста. Коррозия — метагидроксид и оксид железа, постепенно разрушает любые металлические предметы.

Вариантов удаления ржавчины достаточно много. Например, эффективно можно избавиться от ржавчины низкоконцентрированной серной, либо соляной кислотой с добавками ингибиторов, сдерживающих химические реакции. Если нужно убрать налет с предметов небольшого размера, можно опустить их в пятипроцентный раствор кислоты с добавленным полграммом уротропина. Большие изделия обрабатываются кистью. Использовать без ингибиторов концентрированные кислоты нельзя, ведь они могут повредить изделие.

Дома ингибитором может выступать ботва картофеля. В емкость из стекла помещают листья картофеля и заливают пяти-семи процентным раствором соляной, или серной кислот, которые должны покрывать листья. Перемешивается смеси пятнадцать-двадцать минут, кислота сливается и готова к использованию.

Преобразователи коррозии превращают ее в плотную корку, наносятся распылителем, либо щеткой. Доступным преобразователем является ортофосфорная кислота с разными добавками.

Также для обработки поврежденных поверхностей используют:

  • Раствор полуграмма гидротартрата калия и пяти граммов хлорида цинка в ста миллилитрах воды.
  • Смесь ста миллилитров вазелинового масла и пятидесяти граммов молочной кислоты. После очищения поверхность нужно обработать ветошью, смоченной в вазелиновом масле.
Читайте так же:
Чем очистить латунь до блеска

Гайки и болты

Чтобы отвернуть ржавую гайку, достаточно ее смочить скипидаром, керосином или олеиновой кислотой и уже скоро деталь станет подвижной, причем керосин можно поджечь.

В быту применяют и следующий способ: нагрев паяльником гайки. Металл при этом расширяется, ржавчина отслаивается, после чего поверхность обрабатывается указанным выше способом.

Вокруг проблемной гайки можно сделать бортик из пластилина, поместить в него немного цинка и добавить серную кислоту низкой концентрации. Уже через сутки можно деталь легко провернуть.

Защита инструментов

Чтобы защитить от коррозии слесарный и столярный инструмент, на него наносят смесь раствора двадцати миллилитров бензина и десяти граммов воска, причем последний нужно растопить на водной бане в бензине (без использования открытого огня).

Полированные инструменты защищают смесью керосина (15 мл) и парафина (5г).

Популярностью пользуется такой способ борьбы с ржавчиной: камфору (1,5г) смешивают с растопленным свиным жиром (100г) и порошкоподобным графитом. Остывшая смесь наносится на инструменты и через сутки удаляется ветошью.

Чтобы крепежи легко отворачивались в любое время, их изначально обрабатывают смесью вазелина и порошкового графита.

Защита металла от коррозии

Защита металла от коррозии

Слово коррозия произошло от латинского corrodere. Оно в переводе означает «разъедать». Чаще всего встречается коррозия металла. Однако есть случаи, когда от коррозии страдают и изделия из других материалов. Ей подвержены и камни, и пластмасса и даже дерево. Сегодня все чаще люди сталкиваются с такой проблемой, как покрытие коррозией памятников архитектуры, сделанных из мрамора и других материалов. Из этого можно сделать, что под такой процесс, как коррозия обозначает разрушение под воздействием окружающей среды

Причины коррозии металлов

Что представляет собой коррозия металла

Коррозии подвержены большая часть металлов. Данный процесс представляет собой их окисление. Оно приводит к распаду их на оксиды. В простонародии коррозия получила название ржавчина. Она представляет собой порошок мелкого помола светло-коричневого оттенка. На многих видах металлов во время процесса окисления появляется специальный состав в виде скрепленной с ними оксидной пленки. Она обладает плотной структурой, благодаря чему кислороду из воздуха и воде не удается проникнуть в глубокие слои металлов для дальнейшего их разрушения.

Алюминий относится к разряду очень активных металлов. При соприкосновении с воздухом или водой он с теоретической точки зрения должен легко расщепляться. Однако во время коррозии на нем образуется специальная пленка, которая уплотняет его структуру и делает процесс образования ржавчины практически невозможным.

Таблица 1. Совместимость металлов

  1. С – сильная и быстрая коррозия металла;
  2. У – умеренная коррозия металла;
  3. Н – Несущественная или ничтожная коррозия металла

Таблица 2. Совместимость стали с металлами

В 1 столбце таблицы представлены металлы, которые подвергаются или не подвергаются коррозии с металлами указанными в остальных столбцах таблицы и пропорция соотношения площадей металла, указанного в 1 столбце, к металлам в остальных столбцах таблицы.

Краткое обозначение С, У, Н в таблице означает:

  1. С – сильная и быстрая коррозия металла;
  2. У – умеренная коррозия металла;
  3. Н – Несущественная или ничтожная коррозия металла

Виды коррозии металлов

Сплошная коррозия

Наименее опасно для различных предметов из металлов является сплошная коррозия. Особенно она не опасна для тех ситуаций, когда повреждения аппаратов и оборудования не нарушают технические нормы их дальнейшего использования. Последствия такого вида коррозии можно с легкостью предугадать и скорректировать с учетом этого оборудование.

Местная коррозия

Большую опасность представляет собой местный вид коррозии. В этом случае потери металла не являются большими, но при этом образуются сквозные поражения металлов, что приводит к выходу из строя изделия или оборудования. Такой вид коррозии встречается в изделиях, которые соприкасаются с морской водой или солями. Такое появление ржавчины способствует тому, что поверхность металлической основы разъедается частично и конструкция теряет свою надежность.

Большое количество проблем появляется в местах, где используется хлорид натрия. Данное вещество применяется для устранения снега и льда на дорогах в городских условиях. Данный вид соли заставляет их превращаться в жидкость, которая уже в разбавленном с солями виде попадает в городские трубопроводы. В этом случае не помешает защита металлов от коррозии. Все подземные коммуникации при попадании воды с солями начинают разрушаться. В Соединенных Штатах Америки подсчитано, что в год на проведение ремонтных работ в области дорожных коммуникации уходит примерно два миллиарда долларов. Однако от данного вида соли для обработки дорожного полотна коммунальщики пока не готовы отказаться из-за низкой его стоимости.

Способы защиты металлов от коррозии

Как защитить металл от коррозии

С самых давних времен люди старались защитить металлы от появления коррозии. постоянные атмосферные осадки приводили в негодность металлические изделия. Именно поэтому люди смазывали их различными жирными маслами. Затем они стали использовать для этой цели покрытия из других металлов, которые не ржавеют.

Современные химики тщательно прорабатывают все возможные методы борьбы с коррозией металлов. Они создают специальные растворы. Разрабатываются способы уменьшения рисков образования на металлах коррозии. Примером может служить такой материал, как нержавеющая сталь. Для ее производства использовалось железо, дополненное кобальтом, никелем, хромом и другими элементами. При помощи добавленных к нему элементов удалось создать металл, на котором более длительное время не образуется налет ржавчины.

Для защиты различных металлов от коррозии разработаны различные вещества, которые активно применяются в современной промышленности. Лаки и краски активно сегодня используются. Они являются наиболее доступными средствами для защиты от ржавчины изделий из металлов. Они создают преграду для попадания на сам металл воды или воздуха. Это позволяет на время отсрочить появление коррозии. Следует при нанесении краски или лака учитывать толщину слоя и поверхность материала. Для достижения наилучшего результата покрытие металлов от коррозии должно производиться ровным и плотным слоем.

Читайте так же:
Аппарат для пивоварения дома

Химическая коррозия металлов

По сущности коррозия может быть двух видов:

  • химическая,
  • электрохимическая.

Все о химической коррозии металла

Химическая коррозия представляет собой образование ржавчины при определенных условиях. В промышленных условиях не редко приходится сталкиваться с данным типом коррозии. Ведь на многочисленных современных предприятиях металлы перед созданием из них изделий нагреваются, что приводит к образованию такого процесса, как ускоренная химическая коррозия металла. При этом образуется окалина, которая является продуктом его реакции на появление ржавчины во время нагревания.

Ученые доказали, что современное железо гораздо больше подвержено образованию ржавчины. В нем содержится большое количество серы. Она появляется в металле из-за того, что во время добывания железных руд используется каменный уголь. Сера из него попадает в железо. Современные люди удивляются то, что древние предметы их этого металла, которые находят на раскопках археологи, сохраняют свои внешние качества. Это связано с тем, что в древности для добычи железа использовался древесный уголь, который практически не содержит серы, которая могла бы попасть в металл.

Такие металлы подвергаются коррозии

Среди металлов встречаются различные виды. Чаще всего для созданий каких-либо предметов или объектов применяется железо. Именно из него изготовляется в двадцать раз больше изделий и объектов, чем из других металлов вместе взятых. Данный металл стали использовать активнее всего в промышленности в конце 18 начале 19 веков. Именно в этот период был построен первый чугунный мост. Появилось первое морское судно, для изготовления которого была использована сталь.

В природе самородки железа встречаются в редких случаях. Многие люди считают, что данный металл не является земным, его относят к космическим или метеоритным. Именно он является наиболее подверженным к образования коррозии.

Также есть и другие металлы, подверженные коррозии. Среди них выделяются медь, серебро, бронза.

Основные способы защиты металлов от коррозии

Для защиты металлов от коррозии применяются различные способы, которые условно можно разделить на следующие основные направления: легирование металлов; защитные покрытия (металлические, неметаллические); электрохимическая защита; изменение свойств коррозионной среды; рациональное конструирование изделий.

Легирование металлов. Это эффективный метод повышения коррозионной стойкости металлов. При легировании в состав сплава или металла вводят легирующие элементы (хром, никель, молибден и др.), вызывающие пассивность металла. Пассивацией называют процесс перехода металла или сплава в состояние его повышенной коррозионной устойчивости, вызванное торможением анодного процесса. Пассивное состояние металла объясняется образованием на его поверхности совершенной по структуре оксидной пленки (оксидная пленка обладает защитными свойствами при условии максимального сходства кристаллических решеток металла и образующегося оксида).

Широкое применение нашло легирование для защиты от газовой коррозии. Легированию подвергаются железо, алюминий, медь, магний, цинк, а также сплавы на их основе. В результате чего получаются сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, чем сами металлы. Эти сплавы обладают одновременно жаростойкостью и жаропрочностью.

Жаростойкость – стойкость по отношению к газовой коррозии при высоких температурах. Жаропрочность – свойства конструкционного материала сохранять высокую механическую прочность при значительном повышении температуры. Жаростойкость обычно обеспечивается легированием металлов и сплавов, например, стали хромом, алюминием и кремнием. Эти элементы при высоких температурах окисляются энергичнее, чем железо, и образуют при этом плотные защитные пленки оксидов, например Al2O3 и Cr2O3 .

Легирование также используется с целью снижения скорости электрохимической коррозии, особенно коррозии с выделением водорода. К коррозионностойким сплавам, например, относятся нержавеющие стали, в которых легирующими компонентами служат хром, никель и другие металлы.

Защитные покрытия. Слои, искусственно создаваемые на поверхности металлических изделий для защиты их коррозии, называются защитными покрытиями. Нанесение защитных покрытий – самый распространенный метод борьбы с коррозией. Защитные покрытия не только предохраняют изделия от коррозии, но и придают поверхностям ряд ценных физико-химических свойств (износостойкость, электрическую проводимость и др.). Они подразделяются на металлические и неметаллические. Общими требованиями для всех видов защитных покрытий являются высокая адгезионная способность, сплошность и стойкость в агрессивной среде.

Металлические покрытия. Металлические покрытия занимают особое положение, так как их действие имеет двойственный характер. До тех пор, пока целостность слоя покрытия не нарушена, его защитное действие сводится к изоляции поверхности защищаемого металла от окружающей среды. Это не отличается от действия любого механического защитного слоя (окраска, оксидная пленка и т.д.). Металлические покрытия должны быть непроницаемы для коррозионных агентов.

При повреждении покрытия (или наличии пор) образуется гальванический элемент. Характер коррозионного разрушения основного металла определяется электрохимическими характеристиками обоих металлов. Защитные антикоррозионные покрытия могут быть катодными и анодными. К катодным покрытиям относятся покрытия, потенциалы которых в данной среде имеют более положительное значение, чем потенциал основного металла. Анодные покрытия имеют наиболее отрицательный потенциал, чем потенциал основного металла.

Так, например, по отношению к железу никелевое покрытие является катодным, а цинковое – анодным (рис. 2.).

При повреждении никелевого покрытия (рис. 2,а) на анодных участках происходит процесс окисления железа вследствие возникновения микрокоррозионных гальванических элементов. На катодных участках — восстановление водорода. Следовательно, катодные покрытия могут защищать металл от коррозии лишь при отсутствии пор и повреждения покрытия.

Читайте так же:
Маркировка сверл по металлу hss

Местное повреждение защитного цинкового слоя ведет к дальнейшему его разрушению, при этом поверхность железа защищена от коррозии. На анодных участках происходит процесс окисления цинка. На катодных участках — восстановление водорода (рис. 2,б).

Электродные потенциалы металлов зависят от состава растворов, поэтому при изменении состава раствора может меняться и характер покрытия.

Для получения металлических защитных покрытий применяются различные способы: электрохимический(гальванические покрытия);погружение в расплавленный металл(горячее цинкование, лужение);металлизация(нанесение расплавленного металла на защищаемую поверхность с помощью струи сжатого воздуха);химический(получение металлических покрытий с помощью восстановителей, например гидразина).

Рис. 2. Коррозия железа в кислотном растворе с катодным (а) и анодным (б) покрытиями: 1 – основной металл; 2 – покрытие; 3 – раствор электролита.

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. Они могут быть как неорганическими, так и органическими. Защитное действие этих покрытий сводится в основном к изоляции металла от окружающей среды.

В качестве неорганических покрытий применяют неорганические эмали, оксиды металлов, соединение хрома, фосфора и др. К органическим относятся лакокрасочные покрытия, покрытия смолами, пластмассами, полимерными пленками, резиной.

Неорганические эмали по своему составу являются силикатами, т.е. соединениями кремния. К основным недостаткам таких покрытий относятся хрупкость и растрескивание при тепловых и механических ударах.

Лакокрасочные покрытия наиболее распространены. Лакокрасочное покрытие должно быть сплошным, газо -и водонепроницаемым, химически стойким, эластичным, обладать высоким сцеплением с материалом, механической прочностью и твердостью.

Химические способы очень разнообразны. К ним относится, например, обработка поверхности металла веществами, вступающими с ним в химическую реакцию и образующими на его поверхности пленку устойчивого химического соединения, в формировании которой принимает участие сам защищаемый металл. К числу таких способов относится оксидирование, фосфатирование, сульфи-дирование и др.

Оксидирование — процесс образования оксидных пленок на поверхности металлических изделий.

Современный метод оксидирования – 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 О С. Оксидирование черных металлов называется воронением.

На анодных участках происходит процесс окисления:

Fe Fe 2+ + 2

На катодных участках происходит процесс восстановления:

2 Н2О + О2 + 4 4ОН —

На поверхности металла в результате работы микрогальванических элементов образуется Fe(OH)2, который затем окисляется в Fe3O4. Оксидная пленка на малоуглеродистой стали имеет глубокий черный цвет, а на высокоуглеродистой стали – черный с сероватым оттенком.

Fe 2+ + 2OH — Fe(OH)2;

12 Fe(OH)2 + NaNO3 4Fe3O4 + NaOH + 10 H2O + NH3

Противокоррозионные свойства поверхностной пленки оксидов невысоки, поэтому область применения этого метода ограничена. Основное назначение – декоративная отделка. Воронение используется в том случае, когда необходимо сохранить исходные размеры, так как оксидная пленка составляет всего 1,0 – 1,5 микрона.

Фосфатирование — метод получения 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 о С.

На поверхности металла в результате работы микрогальванических элементов образуется фосфатная пленка, которая имеют сложный химический состав и содержит малорастворимые гидраты двух- и трех замещенных фосфатов марганца и железа: MnHPO4 , Mn3(PO4)2 , FeHPO4 , Fe3(PO4)2 n H2O.

На анодных участках происходит процесс окисления:

Fe Fe 2+ + 2

На катодных участках происходит процесс восстановления водорода:

2Н + + 2 Н2 (рН < 7)

При взаимодействии ионов Fe 2+ с анионами ортофосфорной кислоты и ее кислых солей образуются фосфатные пленки:

Fe 2+ + H2PO — 4 FeHPO4 + H +

3Fe 2+ + 2 PO4 3- Fe3(PO4)2

Образующаяся фосфатная пленка химически связана с металлом и состоит из сросшихся между собой кристаллов, разделенных порами ультрамикроскопических размеров. Фосфатные пленки обладают хорошей адгезией, имеют развитую шероховатую поверхность. Они являются хорошим грунтом для нанесения лакокрасочных покрытий и пропитывающих смазок. Фосфатные покрытия применяются в основном для защиты металлов от коррозии в закрытых помещениях, а также как метод подготовки поверхности к последующей окраске или покрытию лаком. Недостатком фосфатных пленок является низкая прочность и эластичность, высокая хрупкость.

Анодирование – это процесс образования оксидных пленок на поверхности металла и прежде всего алюминия. В обычных условиях на поверхности алюминия присутствует тонкая оксидная пленка оксидов Al2O3 или Al2O3 ∙ nH2O, которая не может защитить его от коррозии. Под воздействием окружающей среды алюминий покрывается слоем продуктов коррозии. Процесс искусственного образования оксидных пленок может быть осуществлен химическим и электрохимическим способами. При электрохимическом оксидировании алюминия алюминиевое изделие играет роль анода электролизера. Электролитом служит раствор серной, ортофосфорной, хромовой, борной или щавелевой кислот, катодом может быть металл, не взаимодействующий с раствором электролита, например нержавеющая сталь. На катоде выделяется водород, на аноде происходит образование оксида алюминия. Суммарный процесс на аноде можно представить следующим уравнением:

2 Al + 3 H2O Al2O3 + 6 H + + 6

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector