Как защитить металл от коррозии

Коррозия металла: изучаем явление

Что представляет собой коррозия металла?

Коррозия металла — это процесс разрушения поверхности металлов и сплавов вследствие их взаимодействия с окружающей средой. Яркий пример коррозии металла — появление ржавчины на поверхности стальных и чугунных изделий. Проблема коррозии металлов поистине необъятна, ежегодно из-за коррозии теряется около четверти всего произведенного в мире железа.
Металл, подвергающийся коррозии, называют корродирующим металлом, а среда, в которой протекает коррозионный процесс — коррозионной средой.
Коррозионные процессы классифицируются следующим образом:
— механизм взаимодействия металла с внешней средой (химическая коррозия, электрохимическая коррозия, биологическая коррозия);
— вид коррозионной среды и условия протекания процесса (атмосферная, контактная, подземная, газовая, биокоррозия, радиационная коррозия, коррозия под внешним током и блуждающим током);
— характер коррозионных разрушений (коррозия пятнами, язвами, точками (питтинговая), подповерхностная, межкристаллитная, сплошная равномерная, сплошная неравномерная).
Способность металлов сопротивляться воздействию среды называют коррозионной стойкостью (химическим сопротивлением) металла.

Как протекает коррозия металла?

Наиболее распространенной в строительстве является поверхностная электрохимическая коррозия, протекающая в водных растворах солей, кислот и щелочей (электролитах).
На поверхности металла всегда имеются участки, обладающие разной электрохимической активностью, это так называемые анодные и катодные участки. Например, в сталях анодом является само железо, а в роли катода могут выступать различные примеси (углерод, карбиды железа, сера), присутствующие в нем. Анод и катод образуют гальваническую пару. Электролитом же может являться конденсат влаги из воздуха, в котором растворился CO₂ из того же воздуха.
На анодных участках катионы железа Fe²⁺ переходят в раствор электролита. На катодных участках осуществляется восстановление растворенного в электролите кислорода с образованием гидроксильных групп ОН. Катионы Fe²⁺ с анионами ОН образуют гидроокись железа Fe(OH)₂, которая окисляется до трудно растворимого соединения Fe(ОН)₃ красно-бурого цвета (которое и называют ржавчиной).

Как осуществляется антикоррозионная защита металлоконструкций?

Согласно СНиП 3.04.03-85 "Защита строительных конструкций и сооружений от коррозии", антикоррозионная защита металлоконструкций должна выполняться в следующей технологической последовательности:
• подготовка защищаемой поверхности под защитное покрытие;
• подготовка материалов;
• нанесение грунтовки, обеспечивающей сцепление последующих слоев защитных покрытий с защищаемой поверхностью;
• нанесение защитного покрытия;
• сушка покрытия или его термообработка.
Существует множество различных состояний поверхности металлоконструкций, требующих очистки перед окраской. Особенно это касается ремонта ранее окрашенных конструкций. Возраст объекта и его расположение, качество поверхности, количество дефектов, тип предыдущих и будущих агрессивных условий, свойства старого покрытия — все эти факторы влияют на подготовку поверхности и выбор системы антикоррозионной защиты конструкции.

Как выбрать антикоррозионную защиту металлоконструкций?

Выбор оптимальной схемы защиты от коррозии, включая марку ЛКМ, количество слоев и общую толщину покрытия, следует осуществлять с учетом климатических условий конкретных районов (ГОСТ 15150-69, ГОСТ 16350-80), характеристики среды эксплуатации металлоконструкций (СНиП 2.03.11-85), а также с учетом условий при нанесении ЛКМ и их технико-экономической эффективности.
Надежность и долговечность предлагаемых систем покрытий обеспечивается:
• сочетанием слоев с разным механизмом защиты: катодным и барьерным;
• использованием ЛКМ на основе высокоэффективных пленкообразователей: алкидно-уретановых, уретановых, полиуретановых, эпоксидных, виниловых, кремнийорганических;
• высокой стойкостью рекомендуемых ЛКМ в атмосфере умеренного и холодного климата всех типов и категорий размещения (ГОСТ 15150-69);
• проверенной совместимостью грунта и покрывного материала.

Каковы способы защиты металла от коррозии?

Защита от коррозии включает в себя несколько различных схем.
В зависимости от пленкообразующей основы и состава пигментов лакокрасочные материалы могут выполнять функции барьера, пассиватора или протектора. Барьерная защита — это механическая изоляция поверхности. Нарушение целостности покрытия даже на уровне появления микротрещин предопределяет проникновение агрессивной среды к основанию и возникновение подпленочной коррозии. Пассивация поверхности металла с помощью ЛКМ достигается при химическом взаимодействии металла и компонентов покрытия. К этой группе относят грунты и эмали, содержащие фосфорную кислоту (фосфатирующие), а также составы с ингибирующими пигментами, замедляющими или предотвращающими процесс коррозии. Протекторная защита металла достигается добавлением в материал покрытия порошковых металлов, создающих с защищаемым металлом донорные электронные пары (например, для стали таковыми являются цинк, алюминий, магний). Под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал коррозии не подвергается. Оптимальная протекторная защита – это Грунтомет Цинк.
Независимо от типа конструкций и условий ее эксплуатации наиболее простым и доступным способом борьбы с коррозией является применение защитных лакокрасочных материалов. Антикоррозионные ЛКМ удобны в нанесении, обновляемы, создают декоративный вид. Защитное действие антикоррозионных ЛКМ обуславливается либо механической изоляцией поверхности, либо химическим взаимодействием покрытия и поверхности.
Используемые для защиты металла лакокрасочные системы (состоящие из 2-5 слоев краски) имеют сроки антикоррозионной защиты — 4-10 лет. Горячее цинкование стальных конструкций обеспечивает сроки эксплуатации 10-50 лет.

Какие материалы применяются для защиты металла от коррозии?

Для всех металлических конструкций наиболее простым и доступным способом защиты от коррозии является применение специальных красок и эмалей по металлу.
Лакокрасочные материалы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами защитных покрытий:
— простота нанесения;
— возможность обработки металлоконструкций больших габаритов и сложной конфигурации;
— покрытия экономичны, обладают высокими защитными свойствами, их можно восстанавливать в процессе эксплуатации;
— возможность получения покрытия любого цвета;
— дешевизна по сравнению с другими видами защитных покрытий.
Кроме лакокрасочных материалов также применяются пластмассовые покрытия из полиэтилена, полиизобутилена, фторопласта, нейлона, поливинилхлорида, обладающие высокой кислотостойкостью и щелочестойкостью. Многие пластмассы используют как футеровочный материал для химических аппаратов и гальванических ванн (винипласт, фаолит и др.). Эффективно защищают от действия кислот и других реагентов покрытия на основе каучука (гуммирование). Подземные сооружения (например, трубы, трубопроводы) защищают от коррозии битумами, асфальтами, полимерными лентами и эмалями, а от влаги — с помощью дренажа, который отводит их от конструкции.

Чем определяется долговечность защиты металла от коррозии?

Долговечность защиты от коррозии зависит от типа и вида применяемого лакокрасочного материала.
Кроме этого, срок службы металла зависит от тщательности подготовки поверхности металла под покраску. Наиболее трудоемким процессом при этом является удаление продуктов коррозии, образовавшихся ранее. Для этого наносятся специальные составы, разрушающие ржавчину, с последующим механическим удалением металлическими щетками. В некоторых случаях удаление ржавчины практически невозможно, что предполагает широкое применение материалов, наносимых непосредственно на ржавые поверхности — лакокрасочные материалы по ржавчине. К этой группе материалов относят некоторые специальные грунты и эмали, используемые в системах многослойных покрытий или как самостоятельное покрытие.

Подробную информацию о защите металла от коррозии (коррозия металла, защита от коррозии, антикоррозионная защита металла) вы можете узнать на страницах сайта.