Будівництво та ремонт

Корозія металу — причини виникнення та методи захисту

Корозія: види корозії, способи захисту

Коррозия Металла — Вальпургиева ночь (Сектор Газа remix) 2019

Корозія — це руйнування металевих, керамічних, дерев’яних і інших матеріалів в результаті хімічного або фізико-хімічного взаємного дії. Що стосується причин появи такого небажаного ефекту, то вони різні. У багатьох випадках це конструкційна нестійкість до термодинамічних впливів зовнішнього середовища. Давайте детально спробуємо розібратися з тим, Що таке корозія. Види корозії теж обов’язково необхідно розглянути, та й про захист від неї поговорити не буде зайвим.

Корозія металу - причини виникнення та методи захисту

Трохи загальних відомостей

Ми звикли чути термін «іржавіння», який використовується в разі корозії металу і сплавів. Є ще таке поняття, як «старіння», — воно притаманне полімерних матеріалів. По суті, це одне і те ж. явний приклад — старіння виробів виконаних з гуми через активне взаємного дії з киснем. Крім цього, деякі пластикові деталі приходять в непридатність під впливом опадів атмосфери. Швидкість протікання корозії сильно залежить від умов, в яких знаходиться об’єкт. Так, корозія на металевому виробі поширюватися буде тим швидше, чим вище температура. Також впливає і вологість: чим вона більше, тим швидше метал стане мало придатним для подальшого використання. Експерементальних шляхом встановлено, що приблизно 10 відсотків виробів з металу безповоротно списуються, і виною всьому — корозія. Види корозії бувають різними і класифікуються в залежності від типу середовищ, характеру протікання і так далі. Необхідно розглянути їх більш детально.

Класифікація

Зараз існує більше 2-ух десятків варіантів корозії. Ми наведемо лише найголовніші види корозії. Умовно їх можна розділити на наступні групи:

  • Хімічна корозія — процес взаємного дії з корозійної середовищем, при якому окислення металу і відновлення окислювача проходять в одному акті. Метал і окислювач не розділені просторово.
  • Електрохімічна корозія — процес взаємного дії металу з розчином електроліту. Іонізація атомів і відновлення окислювача проходять в самих різних актах, втім швидкість в більшості випадків залежить від електродного потенціалу.
  • Газова корозія — хімічне іржавіння металу при мінімальному вмісті вологи (не більш 0,1 відсотка) і / або високих температурах в газовій обстановці. Дуже часто цей вид зустрічається в хімічній і нафтопереробній промисловості.

Електрохімічна корозія і її особливості

При подібному вигляді руйнування процес протікає при зіткненні металу з електролітом. В якості останнього як правило виступає конденсат або зливова вода. Чим більше в рідині міститься солей і кислот, тим вище провідність електрики, а значить, і швидкість протікання процесу. Що стосується найбільш схильних до корозії місць конструкції з металу, то це заклепки, зварні з’єднання, місця пошкоджень від механічних чинників. Якщо наприклад конструкційні властивості сплаву заліза роблять його стійким до іржавіння, процес трохи сповільнюється, все-таки все одно триває. прекрасним прикладом вважається оцинкована сталь. А справа вся в тому, що цинк має більш негативний потенціал, ніж залізо. З цієї простої причини сплав заліза відновлюється, а цинк корозійні. Втім наявність на поверхні оксидної плівки сильно гальмує процес руйнування. Зрозуміло, всі різновиди електрохімічної корозійності є дуже небезпечними і іноді з ними навіть неможливо боротися.

Хімічна корозія

Така зміна металу зустрічається дуже часто. прекрасним прикладом вважається поява окалини в результаті взаємного дії виробів з металу з киснем. Велика температура в даному випадку виступає прискорювачем процесу, а брати участь в ньому можуть такі рідини, як вода, солі, кислоти, луги і сольові розчини. Якщо говорити про подібних матеріалах, як мідь або цинк, то їх окислення призводить до появи стійкою до подальшої корозії плівки. Сталеві ж вироби утворюють окису заліза. Наступні процеси хімічного характеру призводять до появи іржі, яка не дає ніякого захисту від подальшого руйнування, а навпаки, сприяє цьому. Зараз всі різновиди хімічної корозії прибираються за допомогою оцинковані стали. Використовуються і інші засоби захисту.

Види корозії бетону

Зміна структури і збільшення крихкості бетону під впливом зовнішнього середовища може бути 3-х видів:

  • Руйнування частин цементного каменю — один з дуже популярних видів корозії. Він має місце в разі якщо бетонний виріб піддається систематичному впливу опадів атмосфери та інших рідин. В результаті змивається гідрат окису кальцію і порушується структура.
  • Взаємне дію з кислотами. Якщо цементний камінь буде контактувати з кислотами, то утворюється бікарбонат кальцію — агресивний елемент хімії для вироби з бетону.
  • Кристалізація важкорозчинних речовин. По суті, мається на увазі біокоррозія. Суть полягає в тому, що мікроорганізми (суперечки, грибки) потрапляють в пори і там розвиваються, завдяки чому відбувається руйнування.

Корозія: види, способи захисту

В не сумніву, мільярдні щорічні збитки стали причиною того, що люди стали боротися з цим негативним впливом. Можна з рішучістю говорити про те, що всі різновиди корозії призводять до втрати не найбільш металу, а цінних конструкцій з металу, на будівництво яких витрачаються дуже великі гроші. Важко сказати, чи можна забезпечити 100-відсотковий захист. Але все таки, при ретельній підготовці поверхні, яка складається в абразивоструйной очищення, можна досягти чудових результатів. Від електрохімічної корозійності добре захищає лакофарбове покриття при грамотному його нанесенні. А від руйнівних процесів металу під землею прекрасно захистить спеціалізована обробка поверхні.

Активні і неактивні методи боротьби

Суть активних методів полягає в тому, щоб поміняти структуру подвійного електричного поля. Щоб це зробити застосовують джерело постійного струму. Напруга необхідно підбирати тому, щоб підвищувався електродний потенціал вироби, яке необхідно убезпечити. Ще 1 дуже популярний метод — «жертовний» анод. Він валитися, захищаючи важливий матеріал.

Пасивний захист передбачає застосування лакофарбового покриття. Перше завдання полягає в тому, щоб повністю усунути проникнення вологи, а ще кисню на поверхню, що захищається. Як ми вже говорили трохи вище, є сенс застосовувати цинкове, мідне або нікелеве напилення. Навіть частково зруйнований шар буде оберігати метал від корозії. Зрозуміло, ці види захисту від іржі металів дієві власне тоді, коли поверхня не буде мати помітних недоліків у вигляді тріщин, сколів і так далі.

оцинкування докладніше

Ми вже з вами розглянули основні види корозії, а зараз хочеться поговорити про кращі методи захисту. Одним з подібних вважається оцинкування. Суть його полягає в тому, що на поверхню яка обробляється наноситися цинк або його сплав, що надає поверхні деякі фізико-хімічні властивості. Слід наголосити, що цей спосіб є одним з дуже економічних і ефективних, і це при тому, що на металлизацию цинком витрачається приблизно 40 відсотків від світового видобутку такого елемента. Оцинкування можуть піддаватися листи стали, деталі кріплення, а ще прилади та інші конструкції з металу. Примітно те, що за допомогою металізації або розпилення можна убезпечити виріб різної форми і розміру. Для декору цинк не має, хоча за допомогою деяких спеціалізованих добавок виникає можливість отримання блискучих поверхонь. Як правило, даний метал здатний забезпечити найбільшу захист в агресивному середовищі.

висновок

Ось ми і розповіли вам про те, що таке корозія. Види корозії теж були розглянуті. Тепер ви знаєте, як убезпечити поверхню від передчасного корозії. За великим рахунком, зробити це дуже просто, але чимале значення має те, де і як знаходиться в експлуатації виріб. Якщо воно регулярно піддається динамічним і вібраційних навантажень, то велика ймовірність появи тріщин в лакофарбових покриттях, через які волога буде потрапляти на метал, з-за чого він буде потроху руйнуватися. Але все таки, застосування найрізноманітніших прокладок з гуми і герметиків в місцях взаємного дії виробів з металу може дещо збільшити робочий термін покриття.
Ну, тепер можна сказати все по цій темі. Потрібно пам’ятати, що раннє руйнування конструкції через вплив корозії може привести до непередбачених наслідків. На підприємстві великий фінансовий збиток і людські жертви можливі в результаті корозії несучої конструкції з металу.

Корозія металу — причини появи і методи захисту

Словосполучення «корозія металу» містить в собі на порядок вище, ніж найменування популярної рок-групи. Корозія безповоротно руйнує метал, перетворюючи його в труху: з усього, виробленого в світі заліза, 10% повністю поламається в цей же рік. Ситуація з російським металом виглядає приблизно так — весь метал, виплавлений за рік в кожній шостій доменної печі нашої держави, стає іржавою потертю ще до січня цього року.

  • Що таке корозія металів
  • Хімічна корозія
  • електрохімічна корозія
  • Інші причини корозії металу
  • Заходи захисту металів від іржі
  • Захист проти іржі неметаллическими покриттями
  • Захист заліза від іржі покриттями з інших металів
  • Збільшення стійкості до корозії завдяки додаванню в сталеві сплави легуючих добавок
  • Заходи протидії електрохімічної корозійності
  • Захист від блукаючих струмів

MetalRus.ru (Thrash Metal). КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛА — «Каннибал» (1990) [1997] [Full Album]

Вираз «обходиться в копієчку» щодо корозії металу більш ніж правильно — щорічний збиток, принесений корозією, становить не менше 4% річного доходу будь-якої розвиненої країни, а в РФ сума збитку обчислюється десятизначної цифрою. Так що ж викликає процеси які пов’язані з корозією металів і як з ними боротися?

Що таке корозія металів

Розпад металів в результаті електрохімічного (розчинення у влагосодержащих повітряному або водному обстановці — електроліті) або хімічного (освіта з’єднань металів з хімічними агентами високою агресії) взаємного дії із середовищем із зовні. Корозійний процес в металах може розвинутися лише в певних ділянках поверхні (тутешня корозія), охопити кожен сантиметр поверхні (однорідна корозія), або ж руйнувати метал по межах зерен (межкристаллитная корозія).
Метал під впливом кисню і води стає пухким світло-коричневим порошком, більше відомим як корозія (Fе2O3 · H2О).

Хімічна корозія

Даний процес відбувається в середовищах, які не є провідниками електроструму (сухі гази, органічні рідини — нафтопродукти, спирти та ін.), Причому інтенсивність корозії зростає зі збільшенням температури — в результаті на поверхні металів утворюється оксидна плівка.
Хімічної корозії схильні повністю все метали — і чорні, і різнокольорові. Активні різнокольорові метали (наприклад — алюміній) під впливом корозії покриваються оксидною плівкою, яка перешкоджає глибокому окисленню і захищає метал. А такий мало активний метал, як мідь, під впливом вологи повітря набуває зеленуватий наліт — патину. Причому оксидна плівка оберігає метал від іржі не в будь-яких ситуаціях — тільки якщо крісталлохіміческая структура з’явилася плівки сообразна будівлі металу, в іншому випадку — плівка нічим не допоможе.

Сплави схильні іншого типу корозії: деякі деталі сплавів, що не окислюється, а відновлюються (наприклад, в комбінуванні великої температури і тиску в сталях відбувається відновлення воднем карбідів), при цьому сплави повністю втрачають необхідні характеристики.

електрохімічна корозія

Процес електрохімічної корозійності не потребує в обов’язковому зануренні металу в електроліт — дуже тонкої електролітичної плівки на його поверхні (часто електролітичні розчини наповнюють середу, навколишнє метал (бетон, грунт і т.д.)). Найпопулярнішою основою електрохімічної корозійності вважається загальне використання побутової та технічної солей (хлориди натрію і калію) для усунення льоду і снігу на дорогах під час зими — особливо страждають машини і комунікації розміщені під землею (згідно з даними статистики щорічні втрати в Америці від застосування солей під час зими становлять 2,5 млрд. доларів).

Відбувається наступне: метали (сплави) втрачають частину атомів (вони переходять в електролітичний розчин у вигляді іонів), електрони, які заміщають втрачені атоми, заряджають метал негативним зарядом, тоді як електроліт має позитивний заряд. Утворюється гальванічна пара: метал рушиться, потроху все його частки стають частиною розчину. Електрохімічної корозії як правило викликають блукаючі струми, що з’являються при витоку з електричного кола частини струму в розчини води або в грунт і звідти — в металеві конструкції. Там, де блукаючі струми виходять з металевих конструкцій назад в воду або в грунт, відбувається розпад металів. Досить часто блукаючі струми з’являються в місцях руху наземного електротранспорту (наприклад, трамваїв і ж / д локомотивів на електричній тязі). Всього за рік блукаючі струми силою в 1А здатні розчинити заліза — 9,1 кг, цинку — 10,7 кг, свинцю — 33,4 кг.

Інші причини корозії металу

Розвитку корозійних процесів допомагають радіація, продукти діяльності мікроорганізмів і бактерій. Корозія, що викликається морськими мікроорганізмами, завдає шкоди днищ морських суден, а процеси які пов’язані з корозією, викликані бактеріями, навіть мають своє найменування — біокоррозія.

Сукупність впливу механічних стресів і навколишнього середовища неодноразово прискорює корозію металів — зменшується їх термостійкість, пошкоджуються поверхневі оксидні плівки, а там, де з’являються неоднорідності і тріщини, активується електрохімічна корозія.

Заходи захисту металів від іржі

Неминучими результатами тех. прогресу вважається забруднення нашого середовища проживання — процес, що прискорює корозію металів, оскільки зовнішня зовнішнє середовище проявляє до них дуже велику агресію. Яких-небудь варіантів зовсім виключити коррозийное розпад металів не існує, все, що можна зробити, це максимально уповільнити цей процес.
Для мінімізації руйнування металів можна зробити наступне: зменшити агресію середовища, що оточує виріб з металу; збільшити стійкість металу до корозії; виключити взаємне дію між металом і речовинами з навколишнього середовища, але виявляють агресію.
Людством за тисячі років випробувані багато способів захисту виробів з металу від хімічної корозії, окремі з них використовуються донині: покриття жиром або маслом, іншими металами, коррозирующего в малому ступені (найдавніший метод, яким вже більше 2 тис. Років — лудіння ( покриття оловом)).

Дефекты порошкового покрытия. Коррозия. Ржавчина

Захист проти іржі неметаллическими покриттями

Неметалеві покриття — фарби (алкідні, олійні та емалі), лаки (штучні, бітумні і дегтевиє) і полімерні матеріали утворюють плівку для захисту на поверхні металів, що виключає (при власній цілісності) контакт із середовищем із зовні і вологою.
Використання фарб і лаків вигідно тим, що наносити ці покриття для захисту можна конкретно на монтажній і майданчику де проходить будівництво. Методи нанесення лакофарбових матеріалів прості і піддаються механізації, відновити пошкоджені покриття можна «на місці» — під час експлуатаційних робіт, дані матеріали мають порівняно невелику ціну і їх витрата на одиницю площі невисокий. Але їх результативність залежить від виконання декількох умов: відповідність умовам клімату, в яких буде використовуватися металоконструкція; необхідність використання тільки якісних лакофарбових матеріалів; неухильне дотримання технології нанесення на поверхні з металу. Лакофарбові матеріали краще всього наносити декількома шарами — їх кількість забезпечить кращий захист від атмосферного впливу на поверхню металу.

У ролі покриттів з захисним ефектом від іржі виступають полімерні матеріали — смоли на епоксидної основі і полістирол, полівінілхлорид і полімерний етилен. У роботах з будівництва закладні деталі із залізобетонних конструкцій покриваються обмазками з цементної суміші та перхлорвинила, цементу і полістиролу.

Захист заліза від іржі покриттями з інших металів

Є два типи металевих покриттів-інгібіторів — протекторні (покриття цинком, алюмінієм і кадмієм) і корозійностійкі (покриття сріблом, міддю, нікелем, хромом і свинцем). Інгібітори наносяться хімічним способом: перша група металів має велику електронегативність по відношенню до заліза, друга — більшу електропозитивний. Найбільше поширення у нас в побуті отримали покриття з металу заліза оловом (біла жерсть, з неї роблять консервні банки) і цинком (оцинковане залізо — покриття для покрівлі), одержувані шляхом протягування листового заліза через розплав одного з даного металу.
Часто цинкуванню схильні чавунна і арматура зі сталі, а ще труби для водопроводу — дана операція набагато підвищує їх стійкість до корозії, але виключно в холодній воді (при проводі гарячої води цинкові труби зношуються швидше неоцинкованих). Не звертаючи уваги на результативність цинкування, воно не дає ідеального захисту — захисне покриття з цинку часто містить тріщини, для усунення яких потрібне попереднє нікелерованіе поверхонь металу (покриття нікелем). Захисні покриття з цинку не дають можливість наносити на них лакофарбові матеріали — немає стійкого покриття.
Прекрасне рішення для обробки проти корозії — алюмінієве покриття. Цей метал має меншу питому вагу, а це означає — менше витрачається, алюмінійовані поверхні можна фарбувати і шар лакофарбового покриття буде стійкий. Крім того, алюмінієве покриття якщо порівнювати з оцинкованим покриттям має більшу стійкість в агресивному середовищі. Алюмінування слабо популярно зважаючи на складність нанесення даного покриття на лист металу — алюміній в розплавленому стані проявляє високу агресію до інших металів (тому розплав алюмінію не можна утримувати в сталевій ванні). Можливо, дана проблема буде повністю вирішена в наібліжайшее час — незвичайний спосіб виконання алюмінування знайдений російськими вченими. Суть розробки полягає в тому, щоб не занурювати лист стали в розплав алюмінію, а підняти рідкий алюміній до листа стали.

Збільшення стійкості до корозії завдяки додаванню в сталеві сплави легуючих добавок

Введення в сплав зі сталі хрому, титану, марганцю, нікелю та міді дає можливість отримати леговану сталь з високими протівокорозійнимі якостями. Особливу стійкість сталевого сплаву надає значна частина хрому, завдяки йому на поверхні конструкцій утворюється оксидна плівка високої щільності. Введення до складу низьколегованих і вуглецевих сталей міді (від 0,2% до 0,5%) дає можливість збільшити їх корозійну стійкість в 1,5-2 рази. Легуючі добавки вводяться до складу стали з дотриманням правила Таммана: висока корозійна стійкість досягається, коли на вісім атомів заліза доводиться один атом легирующего металу.

Заходи протидії електрохімічної корозійності

Коррозия металлов

Для її зниження потрібно зменшити корозійну активність середовища за допомогою введення неметалічних інгібіторів і зробити менше кількість елементів, здатних почати електрохімічний реакцію. Цим методом буде зниження кислотності ґрунтів і розчинів води, що контактують з металами. Для зменшення корозії заліза (його сплавів), а ще латуні, міді, свинцю і цинку з розчином води потрібно прибрати діоксид вуглецю і кисень. У електроенергетичної галузі проходить видалення з води хлоридів, здатних вплинути на локальну корозію. За допомогою вапнування ґрунтів можна зменшити її кислотність.

Захист від блукаючих струмів

Зменшити електрокорозії комунікацій розміщених під землею і глибоких конструкцій з металу можливо при дотриманні декількох правил:

  • ділянку конструкції, службовець джерелом блукаючого струму, потрібно об’єднати металевим провідником з рейкою трамвайної дороги;
  • траси систем теплопроводів повинні розміщуватися на максимальному видаленні від рейкових доріг, по яких пересувається електротранспорт, звести до мінімуму число їх перетинів;
  • використання електричного трубних опор для збільшення перехідного опору між грунтом і трубопроводами;
  • на вводах до об’єктів (потенційних джерел блукаючих струмів) потрібна установка ізолюючих фланців;
  • на фланцевої арматурі і сальникових компенсаторах ставити струмопровідні довгасті перемички — для нарощування поздовжньої електропровідності на захищається відрізку трубо-проводів;
  • щоб вирівняти потенціали трубо-проводів, розміщених паралельно, слід встановити поперечні Електроперемички на сусідніх ділянках.

Захист металевих об’єктів, забезпечених ізоляцією, а ще конструкцій зі сталі маленького розміру робиться за допомогою протектора, що виконує функцію анода. Матеріалом для протектора служить один з активних металів (цинк, магній, алюміній та їх сплави) — він на себе бере значну частину електрохімічної корозійності, руйнуючись і зберігаючи головну конструкцію. Один анод з магнію, наприклад, гарантує захист 8 км трубопроводу.

Related Articles

Добавить комментарий

Back to top button