Коррозия металлов и защита: Коррозия металла – виды и способы защиты – рекомендации от ТК Газметаллпроект

Коррозия металла – виды и способы защиты – рекомендации от ТК Газметаллпроект

Коррозийные процессы представляют наиболее реальную угрозу для металлических конструкций. Вне зависимости от толщины стали, ржавчина способна быстро привести материал в негодность. В некоторых случаях, при небольших повреждениях, развитие коррозии удается остановить, а последствия ликвидировать. Чаще всего приходится менять металлические элементы полностью. Поэтому защита стали от коррозии является первоочередной задачей при строительстве и эксплуатации конструкций.

Причины и последствия образования коррозии на металле

В идеальных условиях любой металл сохраняет свои характеристики в течение длительного периода времени. Даже если в состав материала не входят дополнительные примеси, отсутствие внешних воздействий позволяет сохранять прочность и жесткость конструкции. В реальной жизни таких условий добиться практически невозможно. Коррозийные процессы могут быть вызваны следующими причинами:

• повышенная влажность воздуха, за счет которой металл постоянно подвергается значительным нагрузкам и очень быстро начинает окисляться;
• выпадение осадков на незащищенную поверхность стали также влечет за собой распространение очагов коррозии;
• часто причиной окисления металла являются блуждающие токи, присутствующие на поверхности изделия;
• атмосфера с различным содержанием химически активных элементов также может вызвать увеличение скорости распространения коррозии.

На начальном этапе окисления на поверхности металла становятся заметны яркие пятна, впоследствии металл полностью покрывается ржавчиной. Если не обращать внимания на подобные явления, со временем коррозия проникает внутрь изделия, полностью разрушая его.

Разновидности коррозийных процессов

Коррозия стали по типу может быть химической и электротехнической. В первом случае атомы металла и окислителя вступают в реакцию и образуют прочные связи. Образовавшаяся структура не проводит электричество, в отличие от первоначального состава изделия. Для электротехнической коррозии характерно полное разложение металла, который становится непригоден в дальнейшей эксплуатации.

Кроме химической и электротехнической можно выделить и другие виды коррозии:

• чаще других встречается газовая коррозия, протекающая при высокой температуре и минимальном содержании влаги в рабочей среде;
• атмосферная коррозия развивается при нахождении металлического изделия в газовой среде высокой влажности;
• биологические микроорганизмы также могут оказывать негативное влияние на прочность и целостность стальных конструкций, вызывая окисление материала;
• при взаимодействии различных металлов, состав и стационарный потенциал которых отличается, пятна ржавчины могут появиться в точках соприкосновения изделий;
• воздействие радиоактивного излучения приводит к разрушению структуры стали и развитию коррозийных процессов.

В большинстве случаев сложно выделить какой-то один вид коррозии, негативно воздействующий на состояние металлоконструкций. Разрушение и деградация стали вызвана влиянием нескольких факторов, таких как повышенная влажность, неблагоприятный состав атмосферы, биологическая активность микроорганизмов, радиационный фон. Единственным способом исключить или снизить скорость распространения коррозии является защита материала специальными составами и средствами.

Технология защиты стали от возникновения и развития коррозии

Оптимальным вариантом для исключения коррозии является использование при строительстве и монтаже специальных марок стали, неподверженных окислению. В противном случае от собственника металлоконструкций потребуется обеспечить своевременную защиту стали от окисления. Возможными вариантами подобного подхода являются:

• поверхностная обработка металла специальными составами, устойчивыми к атмосферным воздействиям;
• металлизация конструкций, также выполняемая поверхностным методом;
• легирование стали специальными составами, особенностью которых является устойчивость к окислительным процессам;
• непосредственное воздействие на окружающую химическую среду с целью изменения ее состава.

Каждая из указанных методик имеет свои достоинства и условия использования. Выбор способа зависит от текущего состояния стальной конструкции, интенсивности развития коррозии, условий эксплуатации металлических изделий.

Поверхностная обработка металла

Самым простым и наиболее распространенным способом является механическая обработка стали. Конструкция окрашивается эмалями и красками с высоким содержанием алюминия. В результате полностью перекрывается доступ окружающего воздуха к металлу. Простота и невысокая стоимость технологии являются ее основными достоинствами. К минусам можно отнести недолговечность покрытия и необходимость периодически его обновлять.

Химическая обработка металла

Отличным способом защиты стали от коррозии является ее обработка химическим способом. На поверхности создается тонкая и прочная пленка, наличие которой предотвращает проникновение к металлу влаги и других негативных сред. Технология применяется только с использованием специальных средств, а ее стоимость доступна не каждому собственнику металлоконструкций.

Металлизация и легирование

Нанесение слоя цинка, хрома, серебра или алюминия также является отличным способом обработки стали. Металлизация и легирование позволяет создать на поверхности стали дополнительный слой металла, устойчивого к воздействию окружающей среды. Способ обработки меняется в зависимости от используемого сплава, эффективность метода доказана на практике.

Изменение окружающей среды

Для многих металлоконструкций и изделий, работающих в замкнутом пространстве, гораздо выгоднее создать благоприятные условия. В таких случаях используется технология вакуумирования, в камеру закачивают различные по составу газы. В результате исключается контакт металла и окружающей среды, процессы коррозии полностью отсутствуют.

Каждая из указанных технологий имеет свой диапазон использования. При этом бороться с коррозией необходимо сразу после начала использования металлоконструкций. В противном случае окисление металла будет необратимым, изделие придется ремонтировать или полностью менять гораздо раньше требуемого срока эксплуатации.

Коррозия металлов — урок. Химия, 8–9 класс.

Почти все металлы и сплавы постепенно разрушаются под воздействием факторов окружающей среды. При взаимодействии металлов с веществами воздуха и атмосферными осадками на их поверхности образуется плёнка, состоящая из оксидов, сульфидов, карбонатов и других соединений.

Эти соединения обладают совершенно иными свойствами, чем сами металлы. В обычной жизни мы часто употребляем слова «ржавчина», «ржавление», видя коричнево-рыжий налёт на изделиях из железа и его сплавов. Ржавление — это коррозия железа.

Коррозия — это процесс самопроизвольного разрушения металлов и их сплавов под влиянием внешней среды (от лат. corrosio — «разъедание»).

Коррозия изделий из сплавов железа. Бурый налёт — ржавчина — состоит из гидроксида и оксида железа(\(III\))

 Предметы из меди и её сплавов (предметы искусства, памятники, крыши зданий) со временем подвергаются коррозии. Патина — налёт зелёного цвета — состоит в основном из гидроксокарбоната меди(\(II\))

В результате коррозии ухудшаются многие свойства изделий: уменьшаются их прочность,  пластичность, блеск, снижается электропроводность и т. д.

Коррозия металлов наносит большой вред народному хозяйству:

• возникают огромные материальные потери из-за разрушения нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, деталей сельскохозяйственной техники, автомобилей, судов, мостов, оборудования, используемого в различных производствах;
• уменьшается надежность металлоконструкций;
• простаивает производство из-за необходимости замены вышедшего из строя оборудования;
• происходят потери сырья и продукции в результате разрушения газо-, нефте- и водопроводов;
• наносится ущерб природе и здоровью человека; в результате утечек нефтепродуктов и других веществ загрязняется окружающая среда;
• загрязняется продукция, а следовательно, снижается её качество.

Способы защиты от коррозии

1. Нанесение защитных покрытий.

• Металлическое изделие покрывают другими металлами (никелирование, хромирование, цинкование, лужение — покрытие оловом).

• Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, маслами, полимерами.

2. Применение сплавов, стойких к коррозии.

Детали машин, аппаратов, инструменты и предметы быта изготовляют из нержавеющей стали, содержащей специальные легирующие (замедляющие коррозию) добавки: хром, никель и другие металлы.

 Изделия из нержавеющей стали

3. Протекторная защита.

К защищаемой металлической конструкции присоединяют кусок более активного металла (протектор), который разрушается, защищая основной металл. В качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей используют магний, алюминий, цинк.

4. Изменение состава среды.

Для того чтобы предотвратить потери из-за коррозии, проводится специальная обработка электролита или той среды, в которой находится защищаемая металлическая конструкция. Практикуется также введение ингибитора — вещества, замедляющего коррозию.

Например, при подготовке воды, поступающей в котельные установки, проводят удаление растворённого в воде кислорода (деаэрацию).

защита металла от коррозии, коррозия железа и стали, алюминия, чугуна, корозия метал

Обеспечение долговечности конструкций — понятие, включающее в себя как технологические, так и конструктивные требования.

Защита металла от коррозии — одна из главных проблем в решении этого вопроса. Под влиянием разрушительных атмосферных воздействий и агрессивных сред металлические конструкции постепенно утрачивают первоначальный внешний вид и теряют свои качества. В таких случаях очень остро встаёт вопрос о защите металла от коррозии.

Коррозия металла

Коррозией называется разрушение поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействия внешней среды. Коррозия разъедает металл, делая непригодным его дальнейшее использование и эксплуатацию. С течением времени это приводит к снижению прочности, а в ряде случаев и к разрушению металлических изделий.
Быстрота коррозионных процессов зависит от условий, в которых изготовляются и эксплуатируются изделия. Поскольку устранить атмосферное воздействие на металлические конструкции практически невозможно, то и коррозию следует признать вечным спутником металла. Процесс коррозии включает в себя четыре основных элемента. Это – катод (или электрод, на котором происходит катодная реакция), анод (или электрод, на котором происходит анодная реакция), проводник электронов (металл, проводящий электрический ток) и проводник ионов (проводящая электрический ток жидкость или электролит).

Электроды (катод и анод) являются электронными проводниками, которые соприкасаются с проводниками ионов. В проводнике ионов (электролит) возникает соответствующий электродный потенциал или электродное напряжение. Когда электроды соприкасаются между собой, то разность между электродными потенциалами действует как возбудитель коррозионной реакции. В результате образуется коррозионная пара, в которой один из электродов (анод) и разъедает металл. Все меры по защите металла от коррозии направлены на то, чтобы ослабить или не допустить образования коррозионных пар.

Важнейшим способом защиты металла от коррозии является покраска поверхности металлов специальными антикоррозионными составами.

Есть ли защита от коррозии?

Для любых металлических конструкций и условий их эксплуатации наиболее простым и доступным способом защиты от коррозии является применение специальных лакокрасочных материалов для металла.
Лакокрасочные покрытия имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами защитных покрытий:
• простота нанесения составов;
• возможность получения покрытия любого цвета;
• возможность обработки металлоконструкций больших габаритов и сложной конфигурации;
• дешевизна по сравнению с другими видами защитных покрытий.

Долговечность защиты металла от коррозии зависит от типа и вида применяемого лакокрасочного материала. Кроме этого, срок службы металла зависит от тщательности подготовки поверхности металла под окраску.

Защита металла от коррозии

Существует множество различных состояний поверхности металла, требующих защиты от коррозии. Возраст объекта и его расположение, качество поверхности, степень разрушения металла, количество дефектов, тип предыдущих и будущих агрессивных условий, свойства старого покрытия — все эти факторы влияют на подготовку поверхности и выбор системы защиты металла от коррозии.

Компания КрасКо предлагает целую серию лакокрасочных материалов, специально предназначенных для защиты металла от коррозии.

Нержамет — краска по ржавчине, антикоррозионная эмаль «три в одном». Эмаль наносится прямо на ржавчину. Предназначается для окраски как чистых, так и ржавых металлических поверхностей, ржавого металла.

Полимерон — износостойкая спецэмаль, антикоррозионное покрытие. Эмаль специально разработана для защиты металлических поверхностей в условиях тяжёлой промышленной атмосферы.

Сереброл — алюминиевая краска, серебристо-белая антикоррозионная эмаль. Применяется для окраски любых металлоконструкций, эксплуатирующихся во влажной атмосфере, в условиях морской и пресной воды.

Нержалюкс — антикоррозионная эмаль для цветных металлов. Применяется для окраски алюминиевых и оцинкованных поверхностей, любых других поверхностей из цветных металлов.

Цикроль — краска для крыш, краска по оцинковке. Краска применяется для окраски оцинкованной кровли, оцинкованного металла, кровельного железа, кровельной жести, металлочерепицы, водостоков, желобов, перил и других оцинкованных поверхностей.

Нержапласт — эмаль жидкая пластмасса. Образует на поверхности декоративное покрытие с эффектом пластика (жидкий пластик).

Молотекс — кузнечная краска, декоративная краска с рисунчато-молотковым эффектом.

Полиуретол — маслобензостойкая грунт-эмаль, полиуретановая двухкомпонентная эмаль.

Фосфогрунт — фосфатирование металла, антикоррозионный грунт для чёрных и цветных металлов.

Цинконол — цинконаполненный грунт, антикоррозионный грунт-протектор. Холодное цинкование металла.

Фосфомет — преобразователь ржавчины, фосфатирующий модификатор ржавчины.

Грункор — антикоррозионный быстросохнущий грунт по металлу (с фосфатом цинка).

Выбор системы защиты от коррозии

Выбор схемы защиты металла от коррозии (включая марку ЛКМ, количество наносимых слоёв и общую толщину покрытия) следует осуществлять с учётом климатических условий конкретного региона, характеристики среды эксплуатации металлической конструкции, а также с учётом условий при нанесении материала и технико-экономической эффективности данного ЛКМ. Декоративные свойства (внешний вид) системы антикоррозионной защиты определяется финишным (верхним) слоем.

Антикоррозионная защита металла и металлоконструкций — на сайте krasko.ru.

На сайте представлено множество разделов, посвященных защите металлов от коррозии (коррозия металла, коррозия железа и стали, коррозия чугуна и алюминия), которые помогут Вам осуществить правильный выбор системы защиты металла и антикоррозионного покрытия.

Специалисты Компании КрасКо внимательно выслушают все Ваши требования и подберут оптимальный вариант системы для защиты металла от коррозии на Вашем объекте.

Коррозия металлов и защита от коррозии

Коррозия металлов

Коррозия — это разрушение металла под действием окружающей среды.

По механизму протекания различают два типа коррозии — химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия начинает влиять на металл сначала его происхождения. Окалина ее продукт. Взаимодействие металла и окружающей среды протекает постоянно, химические процессы, проходящие при этом взаимодействии можно назвать борьбой за выживание, наша задача свести потери металла в этой борьбе к минимуму.

По характеру агрессивной среды различают атмосферную коррозию, подземную и подводную.

Виды коррозионных разрушений разнообразны — равномерная коррозия, неравномерная, коррозия пятнами, коррозия язвами, подповерхностная коррозия, точечная или питтинговая, структурно-избирательная коррозия, межкристаллитная коррозия (этот самый опасный вид коррозии, обусловленный сложностью выявления). Последствия скрытно протекающих коррозионных процессов зачастую приводят к авариям, которых могло бы и не быть.

Химическая коррозия — это процесс разрушения металла под действием внешней среды, не сопровождаемая образованием электрического тока. Ее разновидность – газовая коррозия, представляет собой процесс взаимодействия газов при высокой температуре с металлом. При таком взаимодействии образуется оксидная пленка, на железе она рыхлая, легко отскакивает и не защищает от разрушения. В отличии от химической — электрохимическая коррозия протекает при контакте металла с раствором электролита. При этом электролитом может являться любая жидкость или газ. Примером электрохимической коррозии может быть атмосферная коррозия.

Электрохимическая коррозия, более трудно прогнозируемая, чем химическая, ввиду необходимости учёта множества факторов, зачастую изменяющихся в процессе эксплуатации ТУ. При этом скорость протекания процессов электрохимической коррозии на порядок больше чем при химической коррозии. В одних случаях на поверхности металла может образоваться плотная оксидная пленка, выполняющая роль защитного слоя. Образовавшаяся оксидная пленка предохраняет металл от разрушения. Это явление широко используется в современной технике, как способ защиты от коррозионных процессов.

Защита от коррозии

Существует немало способов защиты от коррозии. Самый лучший из них создание такого металла, который бы вообще не коррозировал. Один из путей создания коррозионностойкого металла — получение особых сплавов, в которые добавляют хром, никель, молибден, титан и другие компоненты. Так называемое легирование. Технология создания таких сплавов трудоемка, и связана с повышенными экономическими затратами. Цена таких материалов выше и не всегда целесообразно применение их в конкретных условиях.

Ингибирование — способ, при котором скорость коррозии снижается, если в агрессивную среду ввести соединения, значительно замедляющие коррозионный процесс. Одним из механизмов ингибирования является адсорбция ингибитора на поверхности защищаемого изделия. Ингибируемые бумаги и пленки применяются при долговременном хранении.

Различают металлические и неметаллические защитные покрытия, изолирующие металл от агрессивной среды. Большие детали или трубы защищают методом металлизации.

Плакирование — метод защиты металла от коррозии другим металлом, который устойчив к агрессивной среде. Трубы газо- и нефтепроводов защищаются комбинированным способом, мазутно-битумное покрытие, ингибированная бумага и одновременно с этим катодная защита.

Сущность электрозащиты состоит в том что, на катод, которым является сам трубопровод, накачиваются электроны от внешнего источника тока, и это тормозит коррозию. Анодом в этом случае может служить любой ненужный металл.

Так же широко сейчас применяются различные плёнки на основе полиэтилена, внутренняя поверхность так же защищается различными покрытиями на основе керамики.

Сварные стыки также защищаются от взаимодействия с перекачиваемой средой различными способами. При защите ТУ применяется метод протекторной защиты. Протектор — активный металл, с более отрицательным потенциалом, например цинк, который разрушаясь сам, защищает объект.

Надежным способом зашиты от коррозии, являются гальванические покрытия, которые получают электролизом в водных растворах.

Неметаллические покрытия — это покрытия лаками, красками, различными силикатными эмалями и полимерными материалами. Покрытие силикатными эмалями широко применяется в химической промышленности. Кислотостойкие эмали применяют для покрытия вакуумных аппаратов, резервуаров, реакторов. Затраты на защиту металла от коррозии оправданы и дают хороший экономический эффект, с учётом снижения затрат на замену непригодного ТУ. Где то, например подземные трубопроводы с агрессивной средой, она просто необходима для безопасной эксплуатации.

При проведении экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах, одной из важнейших задач является определение скорости коррозии и прогнозирование этой скорости на планируемый период эксплуатации. Мероприятия по антикоррозионной защите могут значительно увеличить срок эксплуатации и, как следствие, снизить затраты на замену ТУ.

Способы защиты металлов от коррозии, виды коррозии металла

Коррозия металла представляет собой его разрушение, как результат окисления под действием химических или электрохимических процессов. Яркими примером такой коррозии является ржавление. Однако разновидностей коррозии металлов немало.

Виды коррозии металла

Существует несколько классификаций коррозии металлов. Так, по виду разрушений выделяют сплошную, местную и точечную коррозии. Первая поражает всю поверхность металла равномерно. При местной коррозии выделяются отдельные коррозионные пятна. А точечная коррозия указывает на начальную стадию поражения и проявляется в отдельных точках разрушений.

По характеру проникновения внутрь металла можно выделить межкристаллитную (интеркристаллитную) и транскристаллитную коррозии. Первая проникает между зернами металла, выбирая наиболее слабые места их соединений. Вторая проходит прямо через зерна металла. Обе опасны тем, что быстро приводят к растрескиванию металла и потере им прочности. При этом поверхность изделия может оставаться нетронутой.

Отдельно в данной классификации можно выделить ножевую коррозию, которая обычно приводит к ровной трещине, располагающейся параллельно сварочному шву. Как правило, она возникает при использовании металлических изделий в агрессивных средах.

По способу взаимодействия металла со средой принято выделять химическую и электрохимическую коррозию. металла. При химической атомы металла связываются с атомами действующих на него окислителей, входящих в состав среды. Как правило, это происходит при взаимодействии со средой, не являющейся проводником электричества. При электрохимической коррозии катионы кристаллической решетки металла связываются с другими составляющими коррозионной среды. При этом сам окислитель заполучает высвободившиеся электроны. Подобный тип коррозии характерен для взаимодействия металлов с растворами или расплавами электролитов.

Можно выделить виды коррозии металла по типу среды, воздействующей на него. Так, выделяют газовую, атмосферную, жидкостную и подземную коррозии. Однако чаще всего речь идет о смешанных типах коррозии, когда на металл воздействует сразу несколько сред.

Методы защиты металлов от коррозии

Существует несколько основных методов защиты металла от коррозии:
— увеличение химического состава металла с целью повышения его антикоррозийных характеристик;
— изоляция поверхности металла антикоррозийными материалами;
— снижение агрессивности среды, в которой производятся и эксплуатируются металлические изделия;
— наложение внешнего тока, обеспечивающего электрохимическую защиту от коррозии.
Таким образом, можно защитить металлические изделия от коррозии до начала их эксплуатации или во время нее.

Мы давно занимаемся проблемой защиты металла от коррозии и можем предложить наилучшие варианты. Самый простой из них и широко применяемый нами – это использование специальных металлических защитных покрытий. Так, применение анодных покрытий увеличивает до максимума отрицательных электрохимический потенциал металла, исключая возможность его коррозии. Катодное покрытие имеет менее выраженное действие и требует нанесения более толстого слоя, но при этом оно значительно увеличивает твердость и износостойкость изделия.

Если рассматривать виды покрытия с точки зрения их получения, то можно выделить химическое и электролитическое осаждения, горячее и холодное нанесения, металлическое напыление, плакирование и термодиффузионную обработку.

Одним из самых популярных способов защиты металла от коррозии является нанесение неметаллических составов. Это может быть пластик, керамика, каучук, битум, полиуретан, лакокрасочные составы и многое другое. Причем последние представляют собой наиболее широкий ассортимент и могут применяться в зависимости от условий среды, в которых будет использоваться изделие. Так выделяют лакокрасочные покрытия, устойчивые к действиям воды, атмосферы, химическим растворам и т. д.

Для смягчения действия коррозионной среды можно ввести в нее небольшое количество ингибиторов, которые приводят к нейтрализации или обескислороживанию среды и образуют адсорбционную пленку, защищающую поверхность металла. При этом пленка может в некоторой степени изменить электрохимические показатели металлов.

Электрохимическая коррозионная защита металлов заключается в катодной или анодной поляризации (внешнем воздействии тока). Это также возможно осуществить путем присоединения к металлическому изделию протекторов, замедляющих коррозию.

В современном производстве большое значение уделяется разработке устойчивых к коррозии металлических сплавов. Например, коррозионная устойчивость значительно повышается при добавлении в железный сплав хрома и никеля. Магниевые сплавы с этой же целью легируются марганцем, а никелевые — медью.

Проблеме защиты металлической продукции от коррозии наша компания «Черметком» уделяет большое внимание, нанося специальные покрытия, производя обработку изделий из металла электрическим током или выполняя протекторную защиту. У нас вы также можете приобрести изделия, созданные из устойчивых к коррозии сплавов. Причем металл и продукцию из него можно купить на наших складах в Москве или заказать их изготовление по индивидуальному проекту.

Россина_Коррозия и защита.indd

%PDF-1.3 %
1 0 obj >]/Pages 3 0 R/Type/Catalog/ViewerPreferences>>> endobj 2 0 obj >stream
2019-03-19T12:51:32+05:002019-03-19T12:51:39+05:002019-03-19T12:51:39+05:00Adobe InDesign CS6 (Windows)uuid:8b32fa80-6bae-4b0b-a86d-4bb445199172xmp.did:BF81B306D74DE411B24FB20E6B9967A1xmp.id:04AA05BE1B4AE9118244B94C31D4EB63proof:pdf1xmp.iid:03AA05BE1B4AE9118244B94C31D4EB63xmp.did:E3B0011FA439E5118436ED2ED37270DDxmp.did:BF81B306D74DE411B24FB20E6B9967A1default

application/pdf

Adobe PDF Library 10.0.1FalsePDF/X-1:2001PDF/X-1:2001PDF/X-1a:2001
endstream endobj 3 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 7 0 obj > endobj 8 0 obj > endobj 9 0 obj > endobj 25 0 obj > endobj 26 0 obj > endobj 27 0 obj > endobj 28 0 obj > endobj 29 0 obj > endobj 30 0 obj > endobj 56 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 57 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 58 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 59 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 60 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 61 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 62 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 63 0 obj >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]>>/TrimBox[0.0 0.0 411.024 566.929]/Type/Page>> endobj 80 0 obj >stream
HVnF}GW70Ʃ]@·j&h˒\ڲ @ge

Коррозия металлов и борьба с ней

Коррозия металлов — это процесс образование гальванических пар. Образование таких паров приводит к неблагоприятному процессу, жертвой которого становится целый ряд металлов.

Коррозия металлов — это процесс образование гальванических пар. Образование таких паров приводит к неблагоприятному процессу, жертвой которого становится целый ряд металлов — коррозии.

Под коррозией понимают происходящее на поверхности электрохимическое или химическое разрушение металлического материала. Наиболее часто при коррозии металл окисляется с образованием ионов металла, которые при дальнейших превращениях дают различные продукты коррозии. Коррозия может быть вызвана как химическим, так и электрохимическим процессом.

Химическая коррозия.

Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Например, образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом.

При электрохимической коррозии ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала металла (например, ржавление стали в морской воде).

Электрохимическая коррозия.

Электрохимическая коррозия — это разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.) как, например, при ржавлении железа во влажной атмосфере.

Электроды образуют либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала. Если в воде растворены ионы солей, электропроводность ее повышается, и скорость процесса увеличивается.

При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, образуется гальванический элемент, так называемый, коррозионный элемент. Он представляет собой ни что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами.

Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например сварочные швы или заклепки.

Борьба с коррозией.

Решение проблемы, избавление от коррозии является важной задачей, так как коррозия ежегодно приводит к миллиардным убыткам. Основной ущерб, причиняемый коррозией, заключается не в потере металла как такового, а в огромной стоимости изделий, разрушаемых коррозией.

Способы избавления о коррозии.
Идеальная защита от коррозии на 80% обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20 % качеством используемых лакокрасочных материалов и способом их нанесения. Наиболее производительным и эффективным методом подготовки поверхности перед дальнейшей защитой субстрата является абразивоструйная очистка.

Обычно выделяют три направления методов защиты от коррозии:

1. Конструкционный

2. Активный

3. Пассивный

Для предотвращения коррозии в качестве конструкционных материалов применяют нержавеющие стали, кортеновские стали, цветные металлы.

В качестве защиты от коррозии может применяться нанесение какого-либо покрытия, которое препятствует образованию коррозионного элемента (пассивный метод).

• Другая возможность защитить металл от коррозии — применение защитного электрода с большим отрицательным потенциалом, например, из цинка или магния. Для этого специально создается коррозионный элемент. Защищаемый металл выступает в роли катода, и этот вид защиты называют катодной защитой.

• Система холодного цинкования предназначена для усиления антикоррозионных свойств комплексного многослойного покрытия. Система обеспечивает полную катодную (или гальваническую) защиту железных поверхностей от коррозии в различных агрессивных средах.

• Для борьбы с коррозией используют также методы газотермического напыления.

С помощью газотермического напыления на поверхности металла создается слой из другого металла/сплава, обладающий более высокой стойкостью к коррозии (изолирующий) или наоборот менее стойкий (протекторный). Такой слой позволяет остановить коррозию защищаемого металла.

Цинкование.
Цинкование — это то нанесение цинка или его сплава на металлическое изделие для придания его поверхности определённых физико-химических свойств, в первую очередь высокого сопротивления коррозии. Цинкование — наиболее распространённый и экономичный процесс металлизации, применяемый для защиты железа и его сплавов от атмосферной коррозии (коррозия). На эти цели расходуется примерно 40 % мировой добычи цинка. Толщина покрытия должна быть тем больше, чем агрессивнее окружающая среда и чем длительнее предполагаемый срок эксплуатации. Электролитическое цинкование ведётся в основном из кислых и щёлочно-цианистых электролитов; специальные добавки позволяют получать блестящие покрытия. Диффузионное цинкование, осуществляемое из паровой или газовой фазы при высоких температурах (375—850 °C), применяется для покрытия труб и др. конструкций. Толщина диффузионного слоя зависит от температуры и времени цинкования и может составлять 0,1—1,5 мм.

Как предотвратить коррозию | Металлические супермаркеты

Что такое коррозия?

Коррозия — это повреждение материала, вызванное взаимодействием с окружающей средой. Это естественное явление, требующее трех условий: влажность, металлическая поверхность и окислитель, известный как акцептор электронов. В процессе коррозии поверхность химически активного металла преобразуется в более стабильную форму, а именно в его оксид, гидроксид или сульфид. Распространенная форма коррозии — ржавчина.

Коррозия может оказывать на металл множество негативных воздействий.Когда металлические конструкции подвергаются коррозии, они становятся небезопасными, что может привести к несчастным случаям, например, обрушениям. Даже незначительная коррозия требует ремонта и обслуживания. Фактически, ежегодные прямые затраты на коррозию металлов во всем мире составляют примерно 2,2 триллиона долларов США!

Хотя все металлы подвержены коррозии, по оценкам, 25-30% коррозии можно предотвратить с помощью подходящих методов защиты.

Как предотвратить коррозию

Вы можете предотвратить коррозию, выбрав правильный:

• Металл Тип
• Защитное покрытие
• Меры по охране окружающей среды
• Жертвенные покрытия
• Ингибиторы коррозии
• Модификация конструкции

Металл Тип

Один из простых способов предотвратить коррозию — использовать коррозионно-стойкий металл, например алюминий или нержавеющую сталь.В зависимости от области применения эти металлы могут использоваться для уменьшения потребности в дополнительной защите от коррозии.

Защитные покрытия

Нанесение лакокрасочного покрытия — экономичный способ предотвращения коррозии. Покрытия краски действуют как барьер, предотвращающий передачу электрохимического заряда от коррозионного раствора к металлу под ним.

Другая возможность — нанесение порошкового покрытия. В этом процессе на чистую металлическую поверхность наносится сухой порошок.Затем металл нагревается, в результате чего порошок расплавляется в гладкую непрерывную пленку. Можно использовать ряд различных порошковых композиций, включая акрил, полиэфир, эпоксидную смолу, нейлон и уретан.

Меры по охране окружающей среды

Коррозия вызывается химической реакцией между металлом и газами в окружающей среде. Эти нежелательные реакции можно свести к минимуму, приняв меры по контролю за окружающей средой. Это может быть как простое уменьшение воздействия дождя или морской воды, так и более сложные меры, такие как контроль количества серы, хлора или кислорода в окружающей среде.Примером этого может быть обработка воды в водогрейных котлах умягчителями для регулирования жесткости, щелочности или содержания кислорода.

Жертвенные покрытия

Жертвенное покрытие включает покрытие металла дополнительным типом металла, который с большей вероятностью окисляется; отсюда и термин «жертвенное покрытие».

Существует два основных метода получения защитного покрытия: катодная защита и анодная защита.

Катодная защита
Наиболее распространенным примером катодной защиты является нанесение цинка на сталь, легированную железом, — процесс, известный как гальваника.Цинк — более активный металл, чем сталь, и когда он начинает разъедать, он окисляется, что замедляет коррозию стали. Этот метод известен как катодная защита, потому что он работает, делая сталь катодом электрохимической ячейки. Катодная защита используется для стальных трубопроводов, транспортирующих воду или топливо, резервуаров для водонагревателей, корпусов судов и морских нефтяных платформ.

Анодная защита
Анодная защита включает покрытие стали, легированной железом, менее активным металлом, например оловом.Олово не подвергается коррозии, поэтому сталь будет защищена, пока остается оловянное покрытие. Этот метод известен как анодная защита, потому что он делает сталь анодом электрохимической ячейки.

Анодная защита часто применяется для резервуаров из углеродистой стали, используемых для хранения серной кислоты и 50% каустической соды. В этих средах катодная защита не подходит из-за чрезвычайно высоких требований к току.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии — это химические вещества, которые вступают в реакцию с поверхностью металла или окружающими газами для подавления электрохимических реакций, ведущих к коррозии.Они работают, будучи нанесенными на поверхность металла, где образуют защитную пленку. Ингибиторы можно наносить в виде раствора или в виде защитного покрытия с использованием методов диспергирования. Ингибиторы коррозии обычно применяются с помощью процесса, известного как пассивация.

Пассивация
При пассивации легкий слой защитного материала, например оксида металла, создает защитный слой поверх металла, который действует как барьер против коррозии. На формирование этого слоя влияют pH окружающей среды, температура и химический состав окружающей среды.Ярким примером пассивации является Статуя Свободы, где образовалась сине-зеленая патина, которая фактически защищает медь под ней. Ингибиторы коррозии используются в нефтепереработке, химическом производстве и водоочистных сооружениях.

Модификация конструкции

Изменения конструкции могут помочь уменьшить коррозию и повысить долговечность любых существующих защитных антикоррозионных покрытий. В идеале конструкции не должны улавливать пыль и воду, поощрять движение воздуха и избегать открытых щелей.Обеспечение доступности металла для регулярного обслуживания также увеличит срок службы.

Metal Supermarkets — крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

Понимание коррозии и способы защиты от нее

Ежегодно корродированные машины, здания и оборудование обходятся американской промышленности примерно в 7 миллиардов долларов. Коррозия — дорогостоящая проблема. Но, понимая его коренные причины, можно предпринять эффективные шаги для предотвращения и борьбы с ним.

Существует несколько видов затрат на коррозию, которые необходимо учитывать рабочим завода:

• Прямая потеря или повреждение металлических конструкций из-за коррозии. Примером может служить резервуар для горячей воды, который подвергся коррозии и должен быть утилизирован.

• Затраты на техническое обслуживание, связанные с коррозией. Любая металлическая поверхность, которую необходимо красить каждые несколько лет для предотвращения коррозии, попадает в эту область.

• Косвенные потери в результате коррозии. Эти потери могут возникнуть в результате утечки и пожара. Взрывы, связанные с утечками, отключениями электроэнергии, остановкой оборудования и потерями рабочей силы, также косвенно являются результатом коррозии.

Первый шаг к контролю этих затрат требует понимания того, что такое коррозия и что ее вызывает.

Что такое ржавчина?

При коррозии железа или стали образуется оксид железа, или то, что мы называем ржавчиной. Сталь в основном состоит из железной руды. В естественном состоянии железная руда очень похожа на ржавчину: темно-красная, мелкозернистая, со способностью удерживать влагу.

Железная руда является стабильным веществом до тех пор, пока не превратится в железо или сталь, естественно более слабые элементы.Когда сталь подвергается воздействию влаги и кислорода, она сразу же начинает возвращаться в свое естественное состояние. Несмотря на то, что были приняты защитные меры, большая часть стали, произведенной в этом столетии, уже превратилась в оксид в своем естественном состоянии.

Для существования коррозии необходимы три элемента: защищенный металл, корродированный металл и токопроводящая среда между ними. Когда два разнородных металла соприкасаются, один становится защищаемым металлом, а другой — корродированным.Операторы установки могут распознать экологические ситуации, способствующие коррозии.

Например:

• Если на стальных трубах используются оцинкованные фитинги, оцинкованные (цинковые) фитинги подвергаются коррозии, а сталь остается защищенной.

• Сталь или другие металлы, находящиеся под напряжением, подвергаются коррозии, в то время как ненапряженная сталь защищает от коррозии. Это причина того, что на стали появляются язвы ржавчины.

• Свежесрезанная сталь быстрее подвергается коррозии.Резьба, нарезанная на трубе, всегда сначала ржавеет.

Даже если кусок стали не соприкасается с другим металлом, не подвергается напряжению и не только что разрезан, он будет ржаветь под воздействием погодных условий. Это связано с тем, что сталь не совсем однородна по составу — небольшие изменения плотности и состава будут происходить внутри одного куска стали, что приводит к коррозии.

Третий ингредиент, необходимый для коррозии стали, — это электролит. Обычно это жидкое или водосодержащее вещество, которое проводит ток коррозии от защищаемого металла к корродированному металлу.Самым распространенным токопроводящим веществом является вода. Дождь, роса, влажность в воздухе и т. Д. Служат эффективными проводниками электричества. Сталь очень медленно подвергается коррозии в пустынном климате, где влажность низкая, а дожди редки. В местах с высокой влажностью и частым дождем защита стали имеет решающее значение. Операторы установки узнают некоторые из следующих сред, в которых используются электрические токи для ускорения процесса коррозии:

• Добавление соли в воду значительно увеличивает ее токопроводящую способность.Таким образом, сталь, подвергающаяся воздействию морской воды или солевого тумана, будет корродировать быстрее, чем сталь в пресной воде. Атмосферная коррозия сильнее в районах около океанов из-за воздействия соленого воздуха. Концентрированные солевые растворы, например, используемые в пищевой промышленности, вызывают сильную коррозию.

• Промышленный дым и пары содержат кислоты, щелочи и другие химические вещества, которые служат проводниками тока. Следовательно, атмосферная коррозия в промышленных зонах более серьезна, чем в сельской местности.

• Почва, глина и земляные материалы также являются хорошими проводниками электричества. Трубопроводы и другая сталь, закопанная в землю, будут подвержены коррозии, если не будут защищены. Подобно тому, как почва значительно различается по составу, она также различается по своей электропроводности: одни почвы вызывают более сильную коррозию, чем другие.

Контроль коррозии

Чтобы сделать использование стали и других металлов практичным в строительстве и производстве, необходимо применять некоторые методы защиты от коррозии.В противном случае срок службы стали и других металлов будет ограничен, что снизит эффективность и увеличит стоимость обслуживания. Есть несколько эффективных способов остановить коррозию:

1. Подаваемый ток. Используя подходящее генерирующее ток оборудование и средства управления, можно воспроизвести ток, равный по силе корродирующему току, но текущий в противоположном направлении. Этот тип защиты обычно ограничивается трубопроводами, заглубленными резервуарами и т. Д. И требует тщательного проектирования и компоновки.При неправильном использовании приложенный ток может вызвать коррозию.

2. Жертвенные металлы. Сталь может быть защищена путем размещения рядом с другим металлом. Например, если цинк или магний находятся в непосредственном контакте со сталью, они защищают сталь от коррозии. Здесь цинк и магний служат жертвенными металлами, которые не только защищают область непосредственного контакта, но и защищают за пределами металла во всех направлениях. Защита от ржавчины с помощью жертвенных металлов обычно используется в нескольких формах:

• Цинковые или магниевые блоки часто используются для защиты корпусов судов, внутренних поверхностей резервуаров для воды и других погруженных поверхностей.

• Часто выполняется полное покрытие стали жертвенным металлом. Например, оцинкованная сталь — это сталь, покрытая цинком. Цинк жертвенный и защитит стальную основу.

• Покрытия с высоким содержанием цинка могут наноситься на стальную поверхность для обеспечения катодной защиты. Покрытия с высоким содержанием цинка содержат от 85% до 95% металлического цинка в подходящем связующем. Частицы цинка, нанесенные при окраске, защищают сталь.

3. Грунтовки. Грунтовки и готовые покрытия защищают металлические поверхности, создавая барьер между сталью и корродирующими элементами.Они также предотвращают попадание влаги на поверхность стали. Пленка покрытия защищает нижележащие металлические подложки тремя способами:

• Покрытия могут замедлять скорость диффузии воды и кислорода из окружающей среды к металлической поверхности. Это замедляет процесс коррозии.

• Пленка краски может замедлить скорость диффузии продуктов коррозии с металлической поверхности через пленку краски. Это также замедляет процесс коррозии.

• Антикоррозионные пигменты, содержащиеся в качественных грунтовках, изменяют поверхностные свойства основного металла.В результате металл приобретает высокое электрическое сопротивление. Разные пигменты по-разному осуществляют эту реакцию. Грунтовки поглощают и связывают влагу, поэтому она не вступает в реакцию со сталью.

Как выбрать антикоррозийное покрытие

Рассмотрение следующих критериев может выявить наиболее эффективный тип антикоррозионного покрытия, необходимый для конкретного проекта.

Качество покрытия / нанесения — Какой уровень антикоррозийной краски требуется? Насколько важно, чтобы краска была устойчива к выцветанию и / или истиранию? Как часто вы планируете перекрашивать? Есть ли предпочтения по нанесению: кисть / валик или распылитель?

Эстетика — Какие материалы будут покрыты? Насколько важно, чтобы лакокрасочный слой выглядел привлекательно? Важно ли сохранять цвет?

Цена — Как правило, более качественная краска увеличивает цену.Учитываются ли заявки на подкрашивание при оценке затрат на техническое обслуживание? Какова стоимость выбранной краски? Как часто нужно будет перекрашивать?

Экологические нормы — Каковы местные экологические нормы для красок и покрытий? Соответствует ли краска этим стандартам? Как процесс покраски повлияет на близлежащее окружение? С июня 2002 года правительство США примет постановление о снижении количества загрязняющих веществ в краске для повышения защиты окружающей среды.Новые пределы содержания летучих органических соединений (ЛОС) упадут до 450 г / л краски. Более жесткие ограничения будут введены в Калифорнии, Аризоне, Нью-Йорке и Нью-Джерси, сведя к минимуму твердые объемы до уровня всего 340 г / л.

Покрытия

Существует три основных типа покрытий, используемых при ремонтной окраске. Исходя из требований к качеству, цене, применению и эстетике, операторы установки могут выбрать подходящее покрытие из следующего:

• Алкидные эмали — Алкидные эмали предназначены для внутренних и наружных поверхностей в умеренных и тяжелых условиях.Это покрытие обеспечивает надежную коррозионную стойкость на срок до 3-5 лет. Алкидные эмали обеспечивают глянцевый цвет, устойчивы к выцветанию и могут наноситься валиком или распылителем. • Эпоксидные покрытия — Эпоксидные покрытия используются для внутренних и внешних поверхностей в промышленных условиях, где сохранение цвета и блеск не важны. Качество покрытия будет лучше, чем у алкидной эмали, поскольку она выдерживает суровые промышленные условия. Эпоксидные покрытия лучше всего наносить распылением, но также можно использовать кисти и валики.

• Полиуретановые покрытия — Полиуретановое покрытие является краской наилучшего качества из всех трех вариантов. Он выдерживает самые суровые условия окружающей среды и может прослужить до 10 лет. Он обеспечивает сильное сохранение цвета и блеска и устойчив к истиранию. Полиуретановые покрытия наносятся методом напыления.

Заключение

Краски работают, потому что они замедляют коррозию, уменьшая скорость протекания тока в процессе электрохимической коррозии. Понимая, что такое коррозия, операторы установок могут предсказать, где может возникнуть ржавчина, и определить факторы окружающей среды на своем предприятии, которые способствуют коррозии.Хорошая новость заключается в том, что, хотя коррозия может быть дорогостоящей, это не обязательно. Краски — это экономичное средство защиты от коррозии. Регулярное техническое обслуживание операторами установки может минимизировать появление и последствия коррозии.

5 различных методов предотвращения коррозии

Мы в EonCoat понимаем важность предотвращения коррозии. Ржавчина и другие формы коррозии могут привести к проблемам с безопасностью и нарушить целостность вашего оборудования и расходных материалов. Даже плановое техническое обслуживание по удалению и устранению коррозии может привести к увеличению затрат.К счастью, есть ряд мер, которые можно предпринять, чтобы минимизировать коррозию. Здесь мы выделим четыре из этих методов с точки зрения затрат и эффективности.

1. Барьерные покрытия

Один из самых простых и дешевых способов предотвратить коррозию — использовать барьерные покрытия, такие как краска, пластик или порошок. Порошки, включая эпоксидную смолу, нейлон и уретан, нагреваются до металлической поверхности, образуя тонкую пленку. Пластик и воск часто распыляют на металлические поверхности. Краска действует как покрытие, защищающее металлическую поверхность от электрохимического заряда, исходящего от коррозионных соединений.Современные системы окраски на самом деле представляют собой комбинацию различных слоев краски, которые выполняют разные функции. Грунтовка действует как ингибитор, промежуточное покрытие увеличивает общую толщину краски, а завершающее покрытие обеспечивает устойчивость к факторам окружающей среды.

Самый большой недостаток покрытий заключается в том, что их часто нужно снимать и наносить повторно. Неправильно нанесенные покрытия могут быстро выйти из строя и привести к повышенному уровню коррозии. Покрытия также могут содержать летучие органические соединения, которые могут сделать их уязвимыми для коррозии.

Отказ барьерного покрытия

2. Горячее цинкование

Этот метод защиты от коррозии заключается в погружении стали в расплавленный цинк. Железо в стали вступает в реакцию с цинком, образуя прочное покрытие из сплава, которое служит защитой. Этот процесс существует уже более 250 лет и используется для защиты от коррозии таких вещей, как художественные скульптуры и игровое оборудование. По сравнению с другими методами защиты от коррозии гальванизация известна более низкими начальными затратами, устойчивостью и универсальностью.

К сожалению, цинкование невозможно провести на месте, а это означает, что компаниям приходится снимать оборудование с работы для обработки. Некоторое оборудование может быть просто слишком большим для процесса, что вынуждает компании вообще отказываться от этой идеи. Кроме того, если процесс не будет выполнен должным образом, цинк может отслоиться или отслоиться. А высокое воздействие элементов окружающей среды может ускорить процесс износа цинка, что приведет к увеличению количества проверок при техническом обслуживании. Наконец, пары цинка, выделяющиеся в процессе цинкования, токсичны.

3. Легированная сталь (нержавеющая)

Легированная сталь

— один из наиболее эффективных методов защиты от коррозии, сочетающий в себе свойства различных металлов, обеспечивающих дополнительную прочность и устойчивость получаемого продукта. Коррозионно-стойкий никель, например, в сочетании с стойким к окислению хромом дает сплав, который можно использовать в окисленных и восстановленных химических средах. Различные сплавы обеспечивают устойчивость к различным условиям, что дает компаниям большую гибкость.

Несмотря на свою эффективность, легированная сталь очень дорога. Компаниям с ограниченными финансовыми ресурсами, вероятно, придется обратиться к другим методам. Контроль состояния поверхности имеет решающее значение, поскольку трещины или царапины могут привести к усилению коррозии. Компаниям также необходимо убедиться, что используемые при техническом обслуживании средства не обладают коррозионными свойствами.

Трубопровод с катодной защитой

4. Катодная защита

Катодная защита защищает от гальванической коррозии, которая возникает, когда два разных металла соединяются и подвергаются воздействию коррозионного электролита.Чтобы предотвратить это, активные центры на поверхности металла необходимо преобразовать в пассивные за счет подачи электронов из другого источника, обычно с гальваническими анодами, прикрепленными к поверхности или рядом с ней. Металлы, используемые для анодов, включают алюминий, магний или цинк.

Хотя катодная защита очень эффективна, аноды необходимо часто проверять, что может увеличить расходы на техническое обслуживание. Они также увеличивают вес прикрепляемой конструкции и не всегда эффективны в средах с высоким удельным сопротивлением.Наконец, аноды приводят к увеличению расхода воды на кораблях и другом подводном оборудовании.

EonCoat до (слева) и после 18 месяцев наказания соленой водой (справа). Без коррозии и пузырей.

5. EonCoat

Выбрать подходящую защиту от коррозии для вашего оборудования непросто. У каждого из вышеперечисленных методов есть свои плюсы и минусы, и здесь на помощь приходит EonCoat. По сравнению с рентабельностью, отсутствием обслуживания и возможностями EonCoat на месте другие методы не могут конкурировать.EonCoat не использует токсичных химикатов и является экологически чистым. Наша 30-летняя гарантия гарантирует, что ваше оборудование останется защищенным дольше. Мы сделали ставку на то, чтобы предоставить лучший метод защиты от коррозии, чтобы помочь компаниям, подобным вашей, двигаться вместе с минимальными хлопотами. Нет причин не воспользоваться преимуществами EonCoat сегодня.

Защита от коррозии — обзор

13.2.2.1 Области применения, обусловленные морфологией

Защита металлов от коррозии — одно из наиболее широко известных применений анодных оксидов для алюминия и переходных металлов.В случае анодных оксидов на меди сообщалось о подобных исследованиях. Махмуд и др. сообщили о применении анодной пленки для защиты от коррозии, снижающей скорость коррозии в 3,5% NaCl с 0,083 (не анодированная медь) до 0,011 мм y ^-1 . ⁶⁵ Кроме того, исследования в 2 мг л ^-1 NH ₃ водн. также снизилась скорость коррозии до 0,070 мм y ⁻¹ , однако в этом случае защите пленки препятствовала вторичная реакция наросшего оксида с щелочным электролитом.Сформированная пленка состояла из зерен диаметром от 25 до 68 нм.

Xiao et al. сообщили о применении наноструктурированной оксидной пленки на меди в качестве эффективного барьера для защиты от коррозии. ¹¹ В этом случае за защиту отвечает не только образование коррозионной пленки как барьера для переноса заряда, но и ее морфология, обеспечивающая гидрофобность, препятствующую контакту электролита с защищаемой поверхностью. Сначала автор исследовал влияние времени анодирования на морфологию формируемых наноигл. ¹¹ Они обнаружили, что анодирование в 2,0 М КОН, при 2 мА · см ⁻² , 15 ° C позволило сформировать наноиглы, в то время как процесс длился не менее 5 минут. Они сообщили, что анодирование в течение 5 минут позволяет формировать редко распределенные наноиглы размером 2–4 мкм. Продление процесса до 25 мин позволяет формировать наноиглы длиной 7–10 мкм со средним диаметром 170 ± 40 нм (рис. 13.5А), а анодирование длительностью 40 мин позволяет получать наноиглы даже длиной 10–15 мкм с средний диаметр 190 ± 50 нм (рис.13.5Б). Чтобы повысить гидрофобность анодированной поверхности, фторалкисилан, FAS-17 (2H, 2H-перфтордецилтриэтоксисилан) был связан с наноструктурированными оксидами, создавая эффект листьев лотоса (рис. 13.5C и D). Исследование показало, что чем больше время анодирования (следовательно, чем длиннее наноиглы), тем больше шероховатость поверхности и угол смачивания (рис. 13.5E). Примечательно, что такие подготовленные наноструктурированные поверхности являются супергидрофобными и имеют краевые углы до 169 градусов.Такая поверхность находится в состоянии Кэсси – Бакстера, поэтому жидкость не может глубоко проникнуть в наноструктурированную пленку, препятствуя контакту жидкости с дном анодной пленки. Следовательно, было обнаружено, что такие поверхности обладают исключительными характеристиками защиты от коррозии (рис. 13.5F и G). Образцы, подвергнутые анодированию в течение 40 минут и с последующей функционализацией FAS-17, были исследованы с помощью экспериментов по поляризации, сопровождаемых подгонкой графиков Тафеля и спектроскопией электрохимического импеданса (EIS) после 1 дня и 7 дней погружения в 3.5% NaCl. Было обнаружено, что после 1 дня погружения само анодирование сдвигает потенциал коррозии к более благородным значениям, с -254 до -121 мВ, что также сопровождается уменьшением плотности тока коррозии с 19,58 до 9,11 мкА см ^-2 ( скорость коррозии снижается с 0,44 до 0,21 мм (y ⁻¹ ). Функционализация с помощью FAS-17 значительно улучшила характеристики анодированных поверхностей: потенциал коррозии был смещен до -124 мВ, а плотность тока коррозии оказалась всего лишь 0.66 мкА см ⁻² (0,016 мм при ⁻¹ ). После 1 недели погружения в 3,5% NaCl характеристики коррозии все еще были удовлетворительными. Потенциал коррозии сдвинулся до -134 мВ, в то время как плотность тока коррозии составила 0,99 мкА см ^-2 (0,023 мм y ^-1 ) (рис. 13.5F и G). ¹¹ Дополнительно EIS показал, что для образцов, погруженных на 1 день в 3,5% NaCl, сопротивление переносу заряда ( R _CT ) увеличилось с 0,25 (чистая медь) до 0,44 кОм, когда образец анодирован, и достигает даже 2.47 кОм при покрытии ФАС-17. После 7 дней в 3,5% NaCl R _CT все еще остается высоким и составляет 1,91 кОм. На рис. 13.5H показано влияние pH раствора, в котором хранятся образцы с покрытием. Из него видно, что наибольшие значения краевого угла приходятся на растворы с нейтральным pH. Это также является результатом химической стабильности оксидов и гидроксидов меди в кислой и щелочной среде (по сравнению с рис. 13.1A и B). Также была исследована стабильность краевого угла смачивания воды. Наибольшее падение краевого угла за 7 дней отмечено для 3.5% NaCl (рис. 13.5I). Тем не менее, контактный угол все еще оставался на уровне 150 градусов, что означает сохранение вполне удовлетворительных характеристик. Вода или менее концентрированный раствор NaCl (1,5%) позволили сохранить еще большие значения краевого угла смачивания. Таким образом, анодное окисление меди позволило обеспечить своеобразный синергетический эффект в защите от коррозии: образовался оксидный барьер, но и супергидрофобность наноструктур позволила сохранить удовлетворительные характеристики покрытия.

Рисунок 13.5. Изображения FE-SEM наноигл, сформированных на меди в результате анодирования в течение 25 (A) и (B) 40 минут в 2,0 M KOH, при 2 мА · см ⁻² , 15 ° C, их характеристики после химического связывания фторалкилсилан (FAS-17, 2 H, 2H-перфтордецилтриэтоксисилан) на их поверхность (C – D), влияние времени анодирования на шероховатость поверхности и угол контакта с водой (E), характеристики защиты от коррозии образцов, анодированных на 25 (CuO NNA -1 как анодированный, CuO NNA-1-FAS, функционализированный FAS-17) и 40 мин (CuO NNA-2 как анодированный, CuO NNA-2-FAS, функционализированный FAS-17) через 1 (F) и 7 дней (G ) хранения в 3.5% NaCl, а также влияние pH раствора (H) и времени воздействия различных сред (I) на угол контакта с водой.

Перепечатано с разрешения Xiao, F., Yuan, S., Liang, B., Li, G., Pehkonen, S.O., Zhang, T.J. Супергидрофобные медные поверхности, покрытые наноиглами CuO для защиты от коррозии. J. Mater. Chem. A 2015 , 3 , 4374–4388, Copyright 2015, Королевское химическое общество.

Аналогичный подход, анодирование меди и последующее химическое связывание FAS-17, был применен Jiang et al.для предотвращения осаждения CaCO ₃ в теплообменных аппаратах. ¹⁹ Медь очень часто применяется в качестве конструкционного материала в теплообменных устройствах, и очень часто неисправности устройств связаны с образованием накипи. Шкала обычно состоит из MgCO ₃ и CaCO ₃ из ионов, распространенных в пресной воде. Поэтому авторы данного исследования приложили усилия, чтобы препятствовать кристаллизации модельного соединения CaCO ₃ . ¹⁹ Они показали, что готовые анодные нанопроволоки (анодированные в 1.0 M NaOH) являются гидрофильными: углы смачивания, измеренные для H ₂ O и CH ₂ I ₂ , были равны 4,5 и 0 градусов соответственно. Однако покрытие FAS-17 увеличивало угол смачивания до 154 и 133 градусов для H ₂ O и CH ₂ I ₂ соответственно. Образованные таким образом наноиглы препятствовали контакту богатой ионами воды с поверхностью меди. Это снизило скорость кристаллизации карбоната кальция, что сильно повлияло на кинетику кристаллизации: для нефункционализированной анодированной меди через 2 часа работы 0.Было нанесено 6322 мг / см ^-2 CaCO ₃ , в то время как для супергидрофобной пленки оно составило всего 0,2174 мг / см ^-2 , что подтверждает отличные характеристики антинакипного покрытия. Более того, в течение примерно 1 часа после погружения образца вес не увеличивался, а скорее колебался, показывая, что поверхность материала эффективно замедляет процесс кристаллизации CaCO ₃ .

Cheng et al. сообщили об анодировании медной сетки в 2,0 М КОН при 1,5 мА см ^-2 . ⁵³ В этом случае, чем дольше анодирование, тем больше измеренный угол контакта. После анодирования выращенные наноиглы были покрыты золотом, а затем тиолами. Карбоксильные группы находились на внешних участках нанопроволоки, обеспечивая чувствительный к pH краевой угол смачивания. В качестве диафрагмы использовалась анодированная медная сетка: когда на нее помещалась капля, сетка была проницаемой для растворов с высоким pH (угол смачивания ~ 8 градусов при pH = 12), в то время как при низком pH сетка была супергидрофобной (до 153 градусов; авторы рассматривают протонирование групп –COOH как основной фактор высокого угла смачивания при нейтральном и низком pH).Кроме того, проницаемость pH была обратимой, и сообщалось, что через 3 секунды супергидрофобность превратилась в проницаемость сетки.

Еще одно применение, в котором большая площадь поверхности вносит значительный вклад и открывает новые возможности, — это зондирование. Сатиш Бабу и Рамачандран считали продукты анодирования меди эффективным и высокоселективным сенсором глюкозы. ¹⁸ Уникальность их отчета в том, что в качестве электролита был использован оксалат калия, соль щелочного гидролиза.Кроме того, для выращивания оксида на поверхности меди применялись вольтамперометрические циклы. Применение диапазона потенциалов от -1,0 до +0,8 В относительно Ag | AgCl со скоростью 50 мВ с ^-1 позволило образовать катионы меди в различных степенях окисления, включая редко получаемый, Cu ³⁺ ( связано с вольтамперометрическим пиком при +0,53 В). Полученный оксид имел развитую поверхность, состоящую из довольно хаотично расположенных кристаллов и нанометровых пор. Авторы заявили, что редокс-пара Cu ³⁺ / Cu ²⁺ позволяет селективно и эффективно определять глюкозу путем ее селективного окисления при 0.7 В относительно Ag | AgCl в 0,1 М NaOH. Предел обнаружения этого неферментативного сенсора составил 0,05 мкМ, а чувствительность оказалась равной 1890 мкА мМ ^-1 см ^-2 . Сенсор также оказался стабильным во времени: после 1 месяца хранения в деионизированной воде чувствительность потеряла всего 2,5% от исходного значения. Кроме того, авторы исследовали селективность сенсоров и обнаружили, что ни аскорбиновая кислота, ни мочевая кислота не мешают сигналам электрохимического окисления глюкозы, несмотря на то, что оба они также подвергаются этой реакции.Авторы вышли за рамки тестов с модельными соединениями и обнаружили глюкозу в сыворотке крови человека и сообщили об удовлетворительных результатах: 0,1 мл сыворотки крови человека (трех типов) растворили в 5 мл 0,1 М NaOH, и было проведено амперометрическое определение глюкозы при 0,7 В. аналогично результатам, полученным по результатам фотометрии — вариация была меньше 1,5%.

Предотвращение коррозии | Введение в химию

Цель обучения

• Обсудите общие профилактические меры, которые можно предпринять против коррозии металлической поверхности

Ключевые моменты

• Для возникновения коррозии необходимы три фактора: электролит, открытая металлическая поверхность и акцептор электронов.
• Коррозию можно предотвратить, сняв одно из этих условий.
• Покрытие металлической поверхности краской или эмалью создает барьер между металлом и влагой окружающей среды.
• Процесс покрытия металлической поверхности другим металлом, который с большей вероятностью окисляется, называется жертвенным покрытием.

Условия

• жертвенное покрытие Металлическое покрытие, которое подвержено окислению с большей вероятностью, чем металл, который оно защищает.
• цинкование Для покрытия металла тонким слоем электрохимическим способом; к гальванике.
• Электролит Вещество, которое в растворе или в расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.

Проверка коррозии

Мы узнали, что для анодной и катодной стадий коррозии необходимы три вещи: электролит, открытая металлическая поверхность и акцептор электронов. Отсюда следует, что мы можем предотвратить коррозию, удалив одно из этих важных условий.Самое простое условие для удаления — это оголенная металлическая поверхность.

Создание физического барьера

Покрытие металлической поверхности краской или эмалью создает барьер между металлом и влагой в окружающей среде, тем самым устраняя возможность контакта кислорода и влаги с металлом.

Жертвенные покрытия

Процесс покрытия металлической поверхности другим металлом, который с большей вероятностью окисляется, называется жертвенным покрытием.Сталь из сплава железа, подверженная коррозии, обычно покрывается цинком, более активным металлом, в процессе, известном как цинкование. Коррозия жертвенного цинка приводит к его окислению; железо восстанавливается, что делает его катодным и препятствует его коррозии.

Оцинкованная поверхность Защита сплавов железа покрытием из более активного металла посредством процесса цинкования предотвращает коррозию сплавов.

Контраст с предыдущим сценарием можно увидеть, когда железо или железный сплав покрывают менее активным металлом, например оловом.Пока оловянное покрытие остается неповрежденным, коррозия невозможна. Однако, если оловянное покрытие ухудшится, обнажая лежащий под ним металл, произойдет коррозия. Это связано с тем, что обнаженное железо подвергается окислению и становится анодным. Олово принимает электроны от окисленного железа, и соблюдаются три критерия коррозии.

Катодная защита

Еще один способ защиты от коррозии — создание постоянного отрицательного электрического заряда на металле. Этот метод называется катодной защитой.Катодная защита воспроизводит эффекты жертвенного покрытия, но с более активным металлом. Источником отрицательного заряда обычно является внешний источник постоянного тока. Катодная защита используется, в частности, для защиты подземных топливных баков и трубопроводов.

Пассивация

Пассивация — это процесс, при котором на металлической поверхности образуется тонкая пленка продуктов коррозии, служащая барьером против окисления. На формирование пассивирующего слоя влияют pH окружающей среды, температура и химические условия.Статуя Свободы, например, покрыта сине-зеленой патиной, вызванной несколькими химическими реакциями, которая защищает металлическую медь под ней.

Анодирование

Анодирование — это еще одна обработка поверхности, защищающая от коррозии. Защищаемый металл покрывается специальным веществом, а электрохимические условия регулируются таким образом, чтобы в оксидной пленке металла появлялись однородные поры шириной несколько нанометров. Эти поры позволяют образовываться оксидной пленке, более толстой, чем пассивирующий слой.Полученный защитный слой очень твердый и очень эластичный.

Жертвенная защита анода

По тому же принципу, что и временное пленочное покрытие, расходуемый анод, сделанный из металла, более активного, чем металл, который вы хотите защитить, можно использовать для предотвращения коррозии металлических конструкций, погруженных в воду или заглубленных в землю. Жертвенный анод подвергнется коррозии раньше, чем металл, который он защищает. Однако, как только расходуемый анод подвергнется коррозии, его необходимо заменить; в противном случае металл, который она защищает, тоже начнет разъедать.

Катодная защита предотвращает коррозию Гальванический расходный анод, прикрепленный к корпусу корабля; Здесь протекторный анод показывает коррозию, а металл, к которому он прикреплен, — нет. Анод, кусок более электрохимически «активного» металла, прикрепляется к уязвимой поверхности металла, где он подвергается воздействию электролита; потенциал уязвимой поверхности поляризован, чтобы быть более отрицательным, пока поверхность не будет иметь однородный потенциал. На этом этапе устраняется движущая сила реакции коррозии с защищаемой поверхностью.Гальванический анод продолжает корродировать, расходуя материал анода, пока в конечном итоге его не нужно будет заменить, но катодный материал защищен.

Коррозия представляет реальную угрозу целостности личного имущества, а также мостов, дорог и другой общественной инфраструктуры. Понимание и реализация стратегий предотвращения коррозии снизит как экономический ущерб, так и ущерб, связанный с безопасностью, связанный с процессом.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Защита от коррозии — SteelConstruction.info

Экономичная защита от коррозии стальных конструкций не должна представлять особых трудностей для обычных приложений и сред, если факторы, влияющие на долговечность, будут учтены с самого начала.

Есть много стальных конструкций, которые продолжали удовлетворительно эксплуатироваться в течение многих лет даже в неблагоприятных условиях. Первая крупная железная конструкция, мост в Колбрукдейле, Великобритания, просуществовала более 200 лет, а железнодорожный мост Форт, которому более 100 лет, является легендарным.Сегодня доступны современные долговечные защитные покрытия, которые при правильном использовании позволяют увеличить интервалы технического обслуживания и повысить производительность.

Ключ к успеху заключается в распознавании коррозионной активности окружающей среды, которой будет подвергаться конструкция, и в определении четких и подходящих характеристик покрытия. Если сталь находится в сухой отапливаемой внутренней среде, риск коррозии незначителен, и защитное покрытие не требуется. И наоборот, стальная конструкция, подверженная воздействию агрессивной окружающей среды, должна быть защищена с помощью высокоэффективной обработки и, возможно, должна быть спроектирована с учетом технического обслуживания, если требуется увеличенный срок службы.

Оптимальная защитная обработка, сочетающая в себе надлежащую подготовку поверхности, подходящие материалы покрытия, требуемую долговечность и минимальные затраты, достижима с использованием современных технологий обработки поверхности.

[вверх] Коррозия конструкционной стали

Основная статья: Коррозия конструкционной стали

Схематическое изображение механизма коррозии стали

Коррозия конструкционной стали — это электрохимический процесс, требующий одновременного присутствия влаги и кислорода.В отсутствие того и другого коррозия не происходит. По сути, железо в стали окисляется с образованием ржавчины, которая занимает примерно в 6 раз больше объема исходного материала, израсходованного в процессе. Здесь проиллюстрирован общий процесс коррозии.

Помимо общей коррозии, могут возникать различные типы локальной коррозии; биметаллическая коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия. Однако для стальных конструкций это, как правило, несущественно.

Скорость, с которой прогрессирует процесс коррозии, зависит от ряда факторов, относящихся к «микроклимату», непосредственно окружающему конструкцию, главным образом от времени увлажнения и уровня загрязнения атмосферы. Из-за различий в атмосферных условиях данные о скорости коррозии не могут быть обобщены. Однако среды можно широко классифицировать, и соответствующие измеренные скорости коррозии стали служат полезным показателем вероятных скоростей коррозии. Дополнительную информацию можно найти в BS EN ISO 12944-2 ^[1] и BS EN ISO 9223 ^[2] .

Примечания:

• 1 мкм (1 микрон) = 0.001 мм
• ^a Значения потери толщины указаны после первого года воздействия. Убытки могут уменьшиться в последующие годы.
• Значения потерь, используемые для категорий коррозионной активности, идентичны приведенным в BS EN ISO 9223 ^[2] .

[вверх] Влияние конструкции на коррозию

Основная статья: Влияние конструкции на коррозию

Дизайн и детализация конструкции могут повлиять на долговечность любого нанесенного на нее защитного покрытия.Конструкции, спроектированные с большим количеством мелких конструктивных элементов и креплений, защитить труднее, чем конструкции с большими плоскими поверхностями. Ключевые вопросы, которые следует учитывать, включают:

Общее руководство по предотвращению коррозии за счет тщательной проработки деталей проекта можно найти в BS EN ISO 12944-3 ^[3] , а некоторые типичные правила, которые можно и нельзя делать для зданий со стальным каркасом, показаны ниже.

Примеры отделки зданий

[вверх] Подготовка поверхности

Основная статья: Подготовка поверхности

Стальная балка, выходящая из автоматической струйной очистки

Подготовка поверхности — это важнейшая первая стадия обработки стальной основы перед нанесением любого покрытия, которая обычно считается наиболее важным фактором, влияющим на общий успех системы защиты от коррозии.

На характеристики покрытия в значительной степени влияет его способность должным образом прилипать к материалу основы. Первоначальное состояние поверхности стали может варьироваться в зависимости от количества остаточной прокатной окалины и степени начальной ржавчины. Однако, как правило, это неудовлетворительная основа для нанесения современных высокоэффективных защитных покрытий. Существует ряд методов подготовки и степеней чистоты, но, безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавчиной поверхностей, является абразивно-струйная очистка.Стандартные степени чистоты для абразивно-струйной очистки в соответствии с ISO 8501-1 ^[4] :

• Sa 1 — Легкая струйная очистка
• Sa 2 — Тщательная струйная очистка
• Sa 2½ — Очень тщательная струйная очистка
• Sa 3 — Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

Ручная струйная очистка
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

В процессе подготовки поверхности не только очищается сталь, но и создается подходящий профиль и амплитуда поверхности для получения защитного покрытия.Для высокоструктурированных лакокрасочных покрытий и термически напыленных металлических покрытий требуется грубый угловой профиль поверхности, чтобы обеспечить механический ключ. Это достигается за счет использования абразивных материалов. Дробеструйные абразивы используются для тонкопленочных лакокрасочных покрытий, таких как заводские грунтовки. Разница между дробеструйными и зернистыми абразивами и соответствующими профилями поверхности проиллюстрирована ниже на трехмерных диаграммах, полученных с помощью оборудования для бесконтактного определения характеристик поверхности.

После абразивно-струйной очистки можно исследовать дефекты поверхности и изменения поверхности, возникшие в процессе изготовления, например.грамм. сварка. Определенные дефекты поверхности, появившиеся во время первоначальной обработки стали, не могут отрицательно повлиять на эксплуатационные характеристики покрытия, особенно для конструкций, относящихся к категориям окружающей среды с относительно низким уровнем риска. Однако, в зависимости от конкретных требований к конструкции, может потребоваться дополнительная обработка поверхности для удаления поверхностных дефектов на сварных швах и обрезных кромках, а также растворимых солей для получения приемлемого состояния поверхности для окраски.

[вверх] Лакокрасочные покрытия

Основная статья: Лакокрасочные покрытия

Поперечное сечение многослойной системы окраски

Лакокрасочные покрытия для стальных конструкций разрабатывались годами в соответствии с промышленным экологическим законодательством и в ответ на требования владельцев мостов и сооружений по повышению долговечности. Краска состоит из пигмента, диспергированного в связующем и растворенного в растворителе.Наиболее распространены методы классификации красок по их пигментации или по типу связующего.

Современная система окраски обычно включает последовательное нанесение покрытий из красок или, альтернативно, красок, наносимых поверх металлических покрытий для образования «дуплексной» системы покрытий. Системы защитной окраски обычно состоят из грунтовки, промежуточных / строительных слоев и финишных слоев. Каждый слой покрытия в любой защитной системе имеет определенную функцию, и различные типы наносятся в определенной последовательности грунтовки, за которой следуют промежуточные / строительные слои в цехе, и, наконец, финишное покрытие (или верхнее покрытие) либо в цехе. или на сайте.

Предварительные грунтовки используются на стальных конструкциях сразу после струйной очистки, чтобы поддерживать поверхность, очищенную струйной очисткой, в состоянии, свободном от ржавчины, на протяжении всего процесса изготовления до окончательной окраски. Эти типы грунтовок не используются перед нанесением покрытий методом термического напыления.

Способ нанесения лакокрасочных систем и условия нанесения существенно влияют на качество и долговечность покрытия.Стандартные методы, используемые для нанесения красок на стальные конструкции, включают нанесение кистью, валиком, обычным воздушным распылением и безвоздушным распылением / электростатическим безвоздушным распылением.

Безвоздушное распыление стало наиболее часто используемым методом нанесения лакокрасочных покрытий на стальные конструкции в контролируемых условиях цеха. Нанесение кистью и валиком чаще всего используется для нанесения на место, хотя также используются методы распыления. Покрытия «полосы», наносимые на края и острые углы, обычно наносятся кистью.

• Безвоздушное напыление на стальные балки мостов

Основными условиями, влияющими на нанесение лакокрасочного покрытия, являются температура стали, окружающей среды и влажность. Их легче контролировать в условиях магазина, чем на месте. При использовании современных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками правильное нанесение становится все более важным для достижения желаемых характеристик. Промышленность признала это и создала схему обучения и сертификации специалистов по нанесению красок (ICATS — Схема обучения специалистов по нанесению промышленных покрытий).Регистрация в ICATS (или в эквивалентной схеме, например, Trainthepainter) впоследствии стала обязательным требованием для работы на мостах Highways England и сооружениях Network Rail.

Безвоздушное распыление краски
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверх] Металлические покрытия

Основная статья: Металлические покрытия

Существует четыре широко используемых метода нанесения металлического покрытия на стальные поверхности.Это горячее цинкование, термическое напыление, гальваника и шлифовка. Последние два процесса не используются для металлоконструкций, но используются для фурнитуры, крепежа и других мелких предметов. В общем, защита от коррозии, обеспечиваемая металлическими покрытиями, в значительной степени зависит от выбора металла покрытия и его толщины и не сильно зависит от способа нанесения.

[вверху] Горячее цинкование

Стальные элементы извлекаются из стандартной ванны горячего цинкования

Горячее цинкование — это процесс, который включает погружение стального компонента, на который будет нанесено покрытие, в ванну с расплавленным цинком (примерно при 450 ° C) после травления и флюсования, а затем его извлечение.Погружаемые поверхности равномерно покрыты цинковым сплавом и слоями цинка, которые образуют металлургическую связь с подложкой. Получающееся в результате покрытие является прочным, прочным, стойким к истиранию и обеспечивает катодную (протекторную) защиту любых небольших поврежденных участков, на которых обнажается стальная подложка. Типичная минимальная средняя толщина покрытия для стальных конструкций составляет 85 мкм.

Поперечное сечение горячеоцинкованного покрытия

[вверх] Металлические покрытия с термическим напылением

Поперечное сечение алюминиевого покрытия, нанесенного термическим напылением

Покрытия из цинка, алюминия и цинк-алюминиевых сплавов, нанесенные методом термического напыления, могут обеспечить длительную защиту от коррозии стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред.Металл в виде порошка или проволоки подается через специальный распылитель, содержащий источник тепла, которым может быть кислородное пламя или электрическая дуга. Расплавленные шарики металла выдуваются струей сжатого воздуха на стальную поверхность, предварительно очищенную пескоструйной очисткой. Легирования не происходит, покрытие состоит из перекрывающихся пластинок металла и является пористым. Затем поры закрываются тонким органическим покрытием, проникающим в поверхность. Важно, чтобы герметик полностью заполнял всю пористость металлического покрытия.

Считается, что адгезия напыленных металлических покрытий к стальным поверхностям носит в основном механический характер. Поэтому необходимо наносить покрытие на чистую шероховатую поверхность, и обычно требуется струйная очистка с использованием грубого абразива.

Дуговое напыление
(Видео любезно предоставлено компанией Metallisation)

[вверху] Соответствующие спецификации

Основная статья: Соответствующие спецификации

Общий успех схемы защитного покрытия начинается с хорошо подготовленной спецификации.Это важный документ, который предназначен для предоставления подрядчику четких и точных инструкций о том, что и как это должно быть сделано. Спецификация должна быть составлена ​​кем-то, обладающим соответствующими техническими знаниями, и в ней должно быть четко указано, что требуется, а что практично и достижимо.
Он должен быть написан в логической последовательности, начиная с подготовки поверхности, проходя через каждый слой краски или металла, который нужно нанести, и, наконец, касаясь конкретных областей, напримерсварные швы. Он также должен быть как можно более кратким и содержать всю необходимую информацию. Наиболее важные элементы спецификации следующие:

Большинство стальных мостов защищены в соответствии с требованиями стандартов Highways England и Network Rail. Для других мостов могут быть указаны альтернативные системы и методы покрытия, но аналогично должны применяться те же стандарты и принципы надлежащей практики нанесения покрытий.

[вверх] Инспекция и контроль качества

Основная статья: Инспекция и контроль качества

Набор средств контроля и контроля

Инспекция является неотъемлемой частью контроля качества.Его цель — проверить, соблюдаются ли требования спецификации, и предоставить клиенту отчет с соответствующими записями. Одним из главных достоинств инспектора по покрытию является четкая письменная спецификация, на которую можно без сомнения ссылаться.

Назначение стороннего инспектора соответствующей квалификации следует рассматривать как вложение в качество, а не только как дополнительные расходы. Инспекция процессов, процедур и материалов, необходимых для защитного покрытия стальных конструкций, имеет жизненно важное значение, поскольку серьезную ошибку даже в одной операции невозможно легко обнаружить после выполнения следующей операции, и, если ее не исправить немедленно, можно значительно сократить ожидаемые жизнь до первого обслуживания.

[вверх] Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} BS EN ISO 12944-2: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 2: Классификация сред, BSI.
2. ↑ ^{2,0 2,1} BS EN ISO 9223: 2012, Коррозия металлов и сплавов — Коррозионная активность атмосферы — Классификация, определение и оценка BSI
3. ↑ BS EN ISO 12944-3: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 3. Соображения по конструкции, BSI.
4. ↑ BS EN ISO 8501-1: 2007, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени ржавления и степени подготовки стальных поверхностей без покрытия и поверхностей после полного удаления предыдущих покрытий, ISO

[вверх] Ресурсы

[вверх] Дополнительная литература

• Д. Дикон и Р. Хадсон (2012), Руководство по проектированию стальных конструкций (7-е издание), глава 36 — Коррозия и предотвращение коррозии, Институт стальных конструкций.
• Д.А. Bayliss & D.H.Deacon (2002), Контроль коррозии стальных конструкций (2-е издание), Spon Press

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

Защита от коррозии — SteelConstruction.info

Экономически эффективная защита стальных конструкций от коррозии не вызовет особых трудностей для обычных приложений и сред, если факторы, влияющие на долговечность, будут учтены с самого начала.

Есть много стальных конструкций, которые продолжали удовлетворительно эксплуатироваться в течение многих лет даже в неблагоприятных условиях. Первая крупная железная конструкция, мост в Колбрукдейле, Великобритания, просуществовала более 200 лет, а железнодорожный мост Форт, которому более 100 лет, является легендарным.Сегодня доступны современные долговечные защитные покрытия, которые при правильном использовании позволяют увеличить интервалы технического обслуживания и повысить производительность.

Ключ к успеху заключается в распознавании коррозионной активности окружающей среды, которой будет подвергаться конструкция, и в определении четких и подходящих характеристик покрытия. Если сталь находится в сухой отапливаемой внутренней среде, риск коррозии незначителен, и защитное покрытие не требуется. И наоборот, стальная конструкция, подверженная воздействию агрессивной окружающей среды, должна быть защищена с помощью высокоэффективной обработки и, возможно, должна быть спроектирована с учетом технического обслуживания, если требуется увеличенный срок службы.

Оптимальная защитная обработка, сочетающая в себе надлежащую подготовку поверхности, подходящие материалы покрытия, требуемую долговечность и минимальные затраты, достижима с использованием современных технологий обработки поверхности.

[вверх] Коррозия конструкционной стали

Основная статья: Коррозия конструкционной стали

Схематическое изображение механизма коррозии стали

Коррозия конструкционной стали — это электрохимический процесс, требующий одновременного присутствия влаги и кислорода.В отсутствие того и другого коррозия не происходит. По сути, железо в стали окисляется с образованием ржавчины, которая занимает примерно в 6 раз больше объема исходного материала, израсходованного в процессе. Здесь проиллюстрирован общий процесс коррозии.

Помимо общей коррозии, могут возникать различные типы локальной коррозии; биметаллическая коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия. Однако для стальных конструкций это, как правило, несущественно.

Скорость, с которой прогрессирует процесс коррозии, зависит от ряда факторов, относящихся к «микроклимату», непосредственно окружающему конструкцию, главным образом от времени увлажнения и уровня загрязнения атмосферы. Из-за различий в атмосферных условиях данные о скорости коррозии не могут быть обобщены. Однако среды можно широко классифицировать, и соответствующие измеренные скорости коррозии стали служат полезным показателем вероятных скоростей коррозии. Дополнительную информацию можно найти в BS EN ISO 12944-2 ^[1] и BS EN ISO 9223 ^[2] .

Примечания:

• 1 мкм (1 микрон) = 0.001 мм
• ^a Значения потери толщины указаны после первого года воздействия. Убытки могут уменьшиться в последующие годы.
• Значения потерь, используемые для категорий коррозионной активности, идентичны приведенным в BS EN ISO 9223 ^[2] .

[вверх] Влияние конструкции на коррозию

Основная статья: Влияние конструкции на коррозию

Дизайн и детализация конструкции могут повлиять на долговечность любого нанесенного на нее защитного покрытия.Конструкции, спроектированные с большим количеством мелких конструктивных элементов и креплений, защитить труднее, чем конструкции с большими плоскими поверхностями. Ключевые вопросы, которые следует учитывать, включают:

Общее руководство по предотвращению коррозии за счет тщательной проработки деталей проекта можно найти в BS EN ISO 12944-3 ^[3] , а некоторые типичные правила, которые можно и нельзя делать для зданий со стальным каркасом, показаны ниже.

Примеры отделки зданий

[вверх] Подготовка поверхности

Основная статья: Подготовка поверхности

Стальная балка, выходящая из автоматической струйной очистки

Подготовка поверхности — это важнейшая первая стадия обработки стальной основы перед нанесением любого покрытия, которая обычно считается наиболее важным фактором, влияющим на общий успех системы защиты от коррозии.

На характеристики покрытия в значительной степени влияет его способность должным образом прилипать к материалу основы. Первоначальное состояние поверхности стали может варьироваться в зависимости от количества остаточной прокатной окалины и степени начальной ржавчины. Однако, как правило, это неудовлетворительная основа для нанесения современных высокоэффективных защитных покрытий. Существует ряд методов подготовки и степеней чистоты, но, безусловно, наиболее важным и важным методом, используемым для тщательной очистки покрытых окалиной и ржавчиной поверхностей, является абразивно-струйная очистка.Стандартные степени чистоты для абразивно-струйной очистки в соответствии с ISO 8501-1 ^[4] :

• Sa 1 — Легкая струйная очистка
• Sa 2 — Тщательная струйная очистка
• Sa 2½ — Очень тщательная струйная очистка
• Sa 3 — Пескоструйная очистка до визуально чистой стали

Ручная струйная очистка
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

В процессе подготовки поверхности не только очищается сталь, но и создается подходящий профиль и амплитуда поверхности для получения защитного покрытия.Для высокоструктурированных лакокрасочных покрытий и термически напыленных металлических покрытий требуется грубый угловой профиль поверхности, чтобы обеспечить механический ключ. Это достигается за счет использования абразивных материалов. Дробеструйные абразивы используются для тонкопленочных лакокрасочных покрытий, таких как заводские грунтовки. Разница между дробеструйными и зернистыми абразивами и соответствующими профилями поверхности проиллюстрирована ниже на трехмерных диаграммах, полученных с помощью оборудования для бесконтактного определения характеристик поверхности.

После абразивно-струйной очистки можно исследовать дефекты поверхности и изменения поверхности, возникшие в процессе изготовления, например.грамм. сварка. Определенные дефекты поверхности, появившиеся во время первоначальной обработки стали, не могут отрицательно повлиять на эксплуатационные характеристики покрытия, особенно для конструкций, относящихся к категориям окружающей среды с относительно низким уровнем риска. Однако, в зависимости от конкретных требований к конструкции, может потребоваться дополнительная обработка поверхности для удаления поверхностных дефектов на сварных швах и обрезных кромках, а также растворимых солей для получения приемлемого состояния поверхности для окраски.

[вверх] Лакокрасочные покрытия

Основная статья: Лакокрасочные покрытия

Поперечное сечение многослойной системы окраски

Лакокрасочные покрытия для стальных конструкций разрабатывались годами в соответствии с промышленным экологическим законодательством и в ответ на требования владельцев мостов и сооружений по повышению долговечности. Краска состоит из пигмента, диспергированного в связующем и растворенного в растворителе.Наиболее распространены методы классификации красок по их пигментации или по типу связующего.

Современная система окраски обычно включает последовательное нанесение покрытий из красок или, альтернативно, красок, наносимых поверх металлических покрытий для образования «дуплексной» системы покрытий. Системы защитной окраски обычно состоят из грунтовки, промежуточных / строительных слоев и финишных слоев. Каждый слой покрытия в любой защитной системе имеет определенную функцию, и различные типы наносятся в определенной последовательности грунтовки, за которой следуют промежуточные / строительные слои в цехе, и, наконец, финишное покрытие (или верхнее покрытие) либо в цехе. или на сайте.

Предварительные грунтовки используются на стальных конструкциях сразу после струйной очистки, чтобы поддерживать поверхность, очищенную струйной очисткой, в состоянии, свободном от ржавчины, на протяжении всего процесса изготовления до окончательной окраски. Эти типы грунтовок не используются перед нанесением покрытий методом термического напыления.

Способ нанесения лакокрасочных систем и условия нанесения существенно влияют на качество и долговечность покрытия.Стандартные методы, используемые для нанесения красок на стальные конструкции, включают нанесение кистью, валиком, обычным воздушным распылением и безвоздушным распылением / электростатическим безвоздушным распылением.

Безвоздушное распыление стало наиболее часто используемым методом нанесения лакокрасочных покрытий на стальные конструкции в контролируемых условиях цеха. Нанесение кистью и валиком чаще всего используется для нанесения на место, хотя также используются методы распыления. Покрытия «полосы», наносимые на края и острые углы, обычно наносятся кистью.

• Безвоздушное напыление на стальные балки мостов

Основными условиями, влияющими на нанесение лакокрасочного покрытия, являются температура стали, окружающей среды и влажность. Их легче контролировать в условиях магазина, чем на месте. При использовании современных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками правильное нанесение становится все более важным для достижения желаемых характеристик. Промышленность признала это и создала схему обучения и сертификации специалистов по нанесению красок (ICATS — Схема обучения специалистов по нанесению промышленных покрытий).Регистрация в ICATS (или в эквивалентной схеме, например, Trainthepainter) впоследствии стала обязательным требованием для работы на мостах Highways England и сооружениях Network Rail.

Безвоздушное распыление краски
(видео любезно предоставлено Corrodere / MPI)

[вверх] Металлические покрытия

Основная статья: Металлические покрытия

Существует четыре широко используемых метода нанесения металлического покрытия на стальные поверхности.Это горячее цинкование, термическое напыление, гальваника и шлифовка. Последние два процесса не используются для металлоконструкций, но используются для фурнитуры, крепежа и других мелких предметов. В общем, защита от коррозии, обеспечиваемая металлическими покрытиями, в значительной степени зависит от выбора металла покрытия и его толщины и не сильно зависит от способа нанесения.

[вверху] Горячее цинкование

Стальные элементы извлекаются из стандартной ванны горячего цинкования

Горячее цинкование — это процесс, который включает погружение стального компонента, на который будет нанесено покрытие, в ванну с расплавленным цинком (примерно при 450 ° C) после травления и флюсования, а затем его извлечение.Погружаемые поверхности равномерно покрыты цинковым сплавом и слоями цинка, которые образуют металлургическую связь с подложкой. Получающееся в результате покрытие является прочным, прочным, стойким к истиранию и обеспечивает катодную (протекторную) защиту любых небольших поврежденных участков, на которых обнажается стальная подложка. Типичная минимальная средняя толщина покрытия для стальных конструкций составляет 85 мкм.

Поперечное сечение горячеоцинкованного покрытия

[вверх] Металлические покрытия с термическим напылением

Поперечное сечение алюминиевого покрытия, нанесенного термическим напылением

Покрытия из цинка, алюминия и цинк-алюминиевых сплавов, нанесенные методом термического напыления, могут обеспечить длительную защиту от коррозии стальных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред.Металл в виде порошка или проволоки подается через специальный распылитель, содержащий источник тепла, которым может быть кислородное пламя или электрическая дуга. Расплавленные шарики металла выдуваются струей сжатого воздуха на стальную поверхность, предварительно очищенную пескоструйной очисткой. Легирования не происходит, покрытие состоит из перекрывающихся пластинок металла и является пористым. Затем поры закрываются тонким органическим покрытием, проникающим в поверхность. Важно, чтобы герметик полностью заполнял всю пористость металлического покрытия.

Считается, что адгезия напыленных металлических покрытий к стальным поверхностям носит в основном механический характер. Поэтому необходимо наносить покрытие на чистую шероховатую поверхность, и обычно требуется струйная очистка с использованием грубого абразива.

Дуговое напыление
(Видео любезно предоставлено компанией Metallisation)

[вверху] Соответствующие спецификации

Основная статья: Соответствующие спецификации

Общий успех схемы защитного покрытия начинается с хорошо подготовленной спецификации.Это важный документ, который предназначен для предоставления подрядчику четких и точных инструкций о том, что и как это должно быть сделано. Спецификация должна быть составлена ​​кем-то, обладающим соответствующими техническими знаниями, и в ней должно быть четко указано, что требуется, а что практично и достижимо.
Он должен быть написан в логической последовательности, начиная с подготовки поверхности, проходя через каждый слой краски или металла, который нужно нанести, и, наконец, касаясь конкретных областей, напримерсварные швы. Он также должен быть как можно более кратким и содержать всю необходимую информацию. Наиболее важные элементы спецификации следующие:

Большинство стальных мостов защищены в соответствии с требованиями стандартов Highways England и Network Rail. Для других мостов могут быть указаны альтернативные системы и методы покрытия, но аналогично должны применяться те же стандарты и принципы надлежащей практики нанесения покрытий.

[вверх] Инспекция и контроль качества

Основная статья: Инспекция и контроль качества

Набор средств контроля и контроля

Инспекция является неотъемлемой частью контроля качества.Его цель — проверить, соблюдаются ли требования спецификации, и предоставить клиенту отчет с соответствующими записями. Одним из главных достоинств инспектора по покрытию является четкая письменная спецификация, на которую можно без сомнения ссылаться.

Назначение стороннего инспектора соответствующей квалификации следует рассматривать как вложение в качество, а не только как дополнительные расходы. Инспекция процессов, процедур и материалов, необходимых для защитного покрытия стальных конструкций, имеет жизненно важное значение, поскольку серьезную ошибку даже в одной операции невозможно легко обнаружить после выполнения следующей операции, и, если ее не исправить немедленно, можно значительно сократить ожидаемые жизнь до первого обслуживания.

[вверх] Список литературы

1. ↑ ^{1.0 1.1} BS EN ISO 12944-2: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 2: Классификация сред, BSI.
2. ↑ ^{2,0 2,1} BS EN ISO 9223: 2012, Коррозия металлов и сплавов — Коррозионная активность атмосферы — Классификация, определение и оценка BSI
3. ↑ BS EN ISO 12944-3: 2017, Краски и лаки. Защита от коррозии стальных конструкций с помощью систем защитной окраски. Часть 3. Соображения по конструкции, BSI.
4. ↑ BS EN ISO 8501-1: 2007, Подготовка стальной поверхности перед нанесением красок и сопутствующих материалов.Визуальная оценка чистоты поверхности. Степени ржавления и степени подготовки стальных поверхностей без покрытия и поверхностей после полного удаления предыдущих покрытий, ISO

[вверх] Ресурсы

[вверх] Дополнительная литература

• Д. Дикон и Р. Хадсон (2012), Руководство по проектированию стальных конструкций (7-е издание), глава 36 — Коррозия и предотвращение коррозии, Институт стальных конструкций.
• Д.А. Bayliss & D.H.Deacon (2002), Контроль коррозии стальных конструкций (2-е издание), Spon Press

[вверху] См.