Методы защиты от коррозии металлов

Методы защиты металлов от коррозии являются современными. Потому что металл является одним из наиболее часто используемых материалов в автомобильной промышленности. И хотя в некоторых областях его успешно заменяют, основной проблемой, связанной с использованием металлических изделий, является коррозия. Виды и методы защиты металла от коррозии различны.

Коррозия, разрушение металла в результате электрохимического воздействия. Это растворение во влажной или воздушной среде электролита или химическое действие, при котором металлы соединяются с химическими элементами, находящимися в воздушной или водной среде. Ржавление – это коррозия железа и его сплавов, коррозия других металлов сводится к окислению, образованию оксидов. Химическая коррозия возникает в результате контакта с сухими газами и жидкостями, которые вступают в химическую реакцию с металлом.

Виды коррозии металлов:

– Процессы бывают химические и электрохимические.

-по типу повреждения равномерные и неравномерные

– По типу коррозионного агента газ, жидкость, атмосфера, почва.

Химическая коррозия

На основе реакции между металлом и коррозионным агентом. Это приводит к образованию накипи на металле или, в случае меди, к образованию зеленых отложений. Этот тип коррозии равномерно распространяется по всей поверхности металла. Химическая коррозия не влияет на металл в той же степени, что и электрохимическая.

Электрохимическая коррозия

Это процесс, при котором металлы и сплавы теряют часть своих электронов, становятся электролитическими в виде ионов, которые образуются на поверхности металла, а электроны, замещающие атомы металла, переходят в металл с отрицательным зарядом, образуется гальваническая реакция, которая приводит к разрушению металла. Металлы, используемые в строительстве, обычно подвержены электрохимической коррозии из-за наличия влаги на поверхности металла, вызванной постоянными изменениями температуры, что приводит к образованию конденсата.

Атмосферная коррозия

Атмосферная коррозия металла похожа на электрохимическую коррозию, благодаря присутствию влаги. Если атмосферная влажность поднимается выше 70 процентов, потеря стали становится серьезной. На процесс коррозии также влияют агрессивные элементы окружающей среды, такие как углекислый газ и двуокись серы,

Коррозия может быть равномерно распределена по поверхности и не представляет большой опасности, если она не достигает критической степени повреждения металла. Наиболее опасна неравномерная коррозия металла, так как могут образовываться отдельные очаги повреждения металла, что приводит к значительному ослаблению элементов металлической конструкции.

Полностью избежать коррозионных процессов невозможно, но можно уменьшить их воздействие.

Существует несколько типов мер по защите от коррозии.

Методы защиты от коррозии металлов

Методы защиты металлов от коррозии делятся на технологические, активные и пассивные.

Активные методы

Методы защиты металлов от коррозии заключаются в непрерывном воздействии на металл и включают способы изменения коррозионной среды. К ним относятся снижение кислотности почвы и уменьшение содержания хлора в воде. Также к активным методам относится жертвенная защита, которая заключается в связывании металла с контактным материалом, более подверженным окислению, который называется жертвенным и по сути является громоотводом. Он берет на себя электролитические процессы, влияющие на ржавление металла.

Технологические приёмы

При добавлении хрома, титана, марганца и никеля в стальной сплав для получения стали с антикоррозионными свойствами. Например, добавление хрома создает на поверхности стали оксидный слой высокой плотности.

Пассивные методы

Для изоляции металла и препятствования образованию коррозии используются различные покрытия. Используются как катодные, так и анодные покрытия.

Анодное покрытие

При анодном покрытии металл покрывается другим металлом с более высоким отрицательным потенциалом. Обычно это цинк или кадмий. В настоящее время более распространена защита металла путем нанесения слоя цинка.

Катодное покрытие

образуется при нанесении металла с более положительным потенциалом. При катодном покрытии металла сохраняется механическая защита металла. В качестве катодных покрытий используются олово, медь и никель. Металлическое покрытие выполняется горячим способом, распылением, металлизацией, гальваническим методом. При горячем методе сталь помещается в расплавленный металл, который покрывается тонким слоем. Горячий метод используется при лужении, оловянировании и нанесении гальванических покрытий.

Оксидирование

Также используются химические методы окислительного покрытия металла, образуется оксидная пленка, которая защищает металл от коррозии, этот процесс также называют чернением стали. Сталь также может быть обработана анодированием, которое представляет собой электролиз алюминия. Фосфатирование и азотирование.

Применение эмалей и грунтов

Наиболее доступным методом защиты металла является использование специальных эмалей и грунтовок.

Они обеспечивают защитный барьер от вредных факторов окружающей среды и заключаются в механической защите поверхности. Повреждение покрытия происходит при образовании микротрещин, что приводит к появлению подкожной коррозии, для предотвращения пассивации поверхности металла, используют специальные покрытия.

Эти покрытия создаются с помощью специальных химических веществ. К таким покрытиям относятся грунтовки и эмали, содержащие фосфорную кислоту и другие ингибирующие компоненты, которые замедляют процесс коррозии. Более эффективными являются покрытия, защищающие от коррозии. Это достигается путем добавления в лакокрасочные покрытия металлов цинка, магния и алюминия, которые образуют электронно-донорные пары.

Для защиты металлических конструкций, эксплуатируемых в промышленной атмосфере, разрабатываются специальные эмали для формирования водонепроницаемых уретановых покрытий. Для защиты от постоянного контакта с водой производятся эмали, которые можно наносить на цинковые, медные и другие поверхности.

В настоящее время на рынке представлен широкий ассортимент антикоррозионных эмалей. Одна из инноваций – покрытие металла фторопластом, который химически инертен почти ко всем агрессивным средам. Эмали на его основе наносятся кистью, безвоздушным и воздушным распылением на очищенную металлическую поверхность. При использовании того или иного материала необходимо учитывать такие факторы, как тип металла, условия его эксплуатации, производственные возможности и целесообразность применения.

Антикоррозионные средства применяются в зависимости от марки металла, среды, которой он подвергается, и действующих на него нагрузок. Стандарты устанавливаются для каждой области использования объекта. Оптимальным методом является обработка металла в заводских условиях. Это использование транспортной грунтовки.

Прежде чем он достигнет строительной площадки. Антикоррозийные материалы обеспечивают лишь 20-процентную защиту металла, основным фактором, влияющим на качество защиты металла, является его предварительная обработка от грязи и ржавчины, а также любых других веществ, которые будут мешать лакокрасочной поверхности.

Обработка металла от коррозии

Механическая очистка с использованием щеток, скребков и электроинструментов с различными насадками

Пескоструйная обработка является наиболее эффективным способом очистки поверхностей, однако она имеет ряд недостатков, таких как низкая производительность и образование пыли, нарушающей условия труда на объекте.

Гидроструйная обработка повышает производительность, а использование абразивов улучшает качество очистки.

Химическая очистка. Для этого используются специальные материалы, которые могут быть моющимися или немоющимися.

Смываемые методы химической очистки

К смываемым методам относится 5%-ный раствор соляной или серной кислоты, но при использовании этих материалов необходимо применять вещество, замедляющее химический процесс, известное как ингибитор. Если не замедлить химическую реакцию, то помимо ржавчины будет разрушен и сам металл. 15-30%-ный раствор фосфорной кислоты может быть использован для превращения ржавчины в твердую структуру, которая предотвращает дальнейшую коррозию. Хорошо помогает смесь из 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает ржавчину в соль, а вазелин растворяет ее.

Несмываемые методы химической очистки

При использовании преобразователей ржавчины ржавчина преобразуется в грунтовку, и дальнейшая промывка не требуется. Если ржавчина удалена не полностью, то для предварительной покраски металла необходимо использовать грунтовку со специальными антикоррозийными свойствами. Для окончательной обработки поверхности используются лаки, краски, эмали со специальными свойствами.

Этапы антикоррозионных работ

• Подготовка всех необходимых материалов.

• Нанесение праймера для лучшего закрепления эмали.

• Нанесение эмали с защитным покрытием

• Сушка покрытия или его термическая обработка.

Метод безвоздушного распыления считается самым эффективным способом нанесения лакокрасочных покрытий. Потому что она позволяет рисовать в лучшем качестве. Существующие неровности в металле.

Опрыскивание кистью – менее эффективный метод. Не рекомендуется наносить краску валиком.

Контроль качества выполненных работ

Применяемые методы защиты металлов от коррозии подлежат контролю качества. Он проводится для проверки ранее проведенного производственного контроля. Предотвращение дефектов. Разработка корректирующих действий для обнаруженных дефектов. Контроль качества антикоррозионных работ начинается с проверки документации. Должна быть предоставлена документация об объекте защиты от коррозии, используемых материалах и сертификатах качества продукции. По окончании проверки качества должен быть составлен акт, содержащий информацию о месте проведения работ, состоянии выполненных работ, использованных материалах, их марке и расходе. Информация о подрядчике и подписи лиц, выполняющих работы. Комитет по контролю качества проверяет следующие параметры

– в случае антикоррозионных покрытий не должно быть необработанных участков.

– Проверьте толщину покрытия путем измерения в различных местах, где возможна некачественная обработка.

– Проверяется адгезия материала покрытия к поверхности металла.

Нарушения выявляемые, при контроле качества работ.

После завершения работ на поверхности обработанного металла образуется ржавчина, что связано с тем, что не был соблюден температурный режим или не была полностью удалена влага. Возможно также, что металл недостаточно окислен, что приводит к последующей коррозии. Масло, мыло и соль, которые не были достаточно очищены, приводят к повреждению краски и дальнейшему ржавлению металла. Наличие пыли на обрабатываемой поверхности снижает адгезию. Это приводит к отслаиванию краски. Если металл не обрабатывать, он ржавеет, при этом соблюдается время межслойной выдержки, так как растворитель не успевает растворить и пропитать остальные слои. Это приводит к повреждению покрытия в виде воздушных пузырьков. Все эти ошибки контроля качества должны быть немедленно исправлены.