Способы антикоррозионной защиты металлов

Обновлено: 23.01.2025

Антикоррозионная защита требуется любым инструментальным и конструкционным изделиям, изготовленным из металла, так как в той или иной мере все они испытывают на себе негативное коррозионное влияние среды, окружающей нас.

1 Антикоррозионная защита – зачем она нужна и ее классификация

Под коррозией понимают разрушение поверхностных слоев конструкций из стали и чугуна в результате электрохимического и химического воздействия. Она просто-напросто портит металл, разъедает его, делая тем самым непригодным для последующей эксплуатации.

Специалисты доказали, что каждый год примерно 10 процентов от всего добытого металла на Земле тратится на покрытие потерь (обратите внимание – они считаются безвозвратными) от коррозии, ведущей к распылению металла, а также к выходу из строя и порче металлических изделий.

Стальные и чугунные конструкции на первых этапах воздействия коррозии снижают свою герметичность, прочность, электро- и теплопроводность, пластичность, отражательный потенциал и ряд других важных характеристик. Впоследствии конструкции становятся и вовсе непригодными для эксплуатации.

Кроме того, коррозионные явления - причина производственных и бытовых аварий, а иногда и настоящих экологических катастроф. Из проржавевших и прохудившихся трубопроводов для нефти и газа в любой момент может хлынуть поток опасных для жизни человека и для природы соединений. Учитывая все вышесказанное, любой может понять то, насколько важна качественная и эффективная защита от коррозии с применением традиционных и новейших средств и методов.

Полностью избежать коррозии, когда речь идет о стальных сплавах и металлах, невозможно. А вот задержать и снизить негативные последствия ржавления вполне реально. Для этих целей нынче существует множество антикоррозионных средств и технологий.

Все современные методы борьбы с коррозией можно разделить на несколько групп:

применение электрохимических способов защиты изделий;
использование защитных покрытий;
проектирование и выпуск инновационных, высокоустойчивых к процессам ржавления конструкционных материалов;
введение в коррозионную среду соединений, способных уменьшить коррозионную активность;
рациональное строительство и эксплуатация деталей и сооружений из металлов.

2 Защита от коррозии посредством специальных покрытий

Чтобы защитное покрытие справлялось с задачами, которые возлагаются на него, оно должно обладать целым рядом особых качеств:

быть износостойким и максимально твердым;
характеризоваться высоким показателем прочности сцепления с поверхностью обрабатываемого изделия (то есть обладать повышенной адгезией);
иметь такую величину теплового расширения, которая бы незначительно отличалась от расширения защищаемой конструкции;
быть максимально недоступным для вредных факторов окружающей среды.

Также покрытие должно наноситься на всю конструкцию как можно более равномерно и сплошным слоем.

Все используемые в наши дни защитные покрытия делят на:

металлические и неметаллические;
органические и неорганические.

Такие покрытия, которые мы опишем далее, применяются (и весьма активно) по всему миру. Поэтому о них будет рассказано достаточно подробно.

3 Борьба с коррозией при помощи органических неметаллических покрытий

Самым распространенным и сравнительно несложным вариантом защиты металлов от ржавления, известным уже очень давно, признается использование лакокрасочных составов. Антикоррозионная обработка материалов такими соединениями характеризуется не только простотой и дешевизной, но еще и следующими положительными свойствами:

возможностью нанесения покрытий разных цветовых оттенков - что и элегантный облик конструкциям придает, и надежно защищает их от ржавчины;
элементарностью восстановления защитного слоя в случае его повреждения.

К сожалению, лакокрасочные составы имеют совсем небольшой коэффициент термической стойкости, малую стойкость в воде и относительно низкую механическую прочность. По этой причине в соответствии с существующими СНиП их рекомендовано применять в тех случаях, когда на изделия действует коррозия со скоростью не более 0,05 миллиметров в год, а запланированный срок их эксплуатации не превышает десяти лет.

К составляющим современных лакокрасочных составов относят такие элементы:

краски: суспензии пигментов с минеральной структурой;
лаки: растворы (коллоидные) смол и масел в растворителях органического происхождения (защита от коррозии при их применении достигается после полимеризации смолы либо масла или их испарения под влиянием дополнительного катализатора, а также при нагреве);
искусственные и природные соединения, называемые пленкообразователями (например, олифа – самый, пожалуй, популярный неметаллический "защитник" чугуна и стали);
эмали: лаковые растворы с комплексом подобранных пигментов в измельченном виде;
смягчители и разнообразные пластификаторы: адипиновая кислота в виде эфиров, дибутилфтолат, касторовое масло, трикрезилфосфат, каучук, другие элементы, которые увеличивают эластичность защитного слоя;
этилацетат, толуол, бензин, спирт, ксилол, ацетон и другие (данные компоненты нужны для того, чтобы лакокрасочные составы без проблем наносились на обрабатываемую поверхность);
инертные наполнители: мельчайшие частицы асбеста, тальк, мел, каолин (они делают антикоррозионные возможности пленок более высокими, а также уменьшают траты других составляющих лакокрасочных покрытий);
пигменты и краски;
катализаторы (на языке профессионалов – сиккативы): необходимые для быстрого высыхания защитных составов кобальтовые и магниевые соли жирных органических кислот.

Лакокрасочные соединения выбирают с учетом того, в каких условиях эксплуатируется обрабатываемое изделие. Составы на базе эпоксидных элементов рекомендованы для использования в атмосферах, где постоянно присутствуют испарения хлороформа, двухвалентного хлора, а также для обработки конструкций, находящихся в различных кислотах (азотная, фосфорная, соляная и т. п.).

К кислотам также устойчивы и лакокрасочные составы с полихровинилом. Они, кроме того, применяются для предохранения металла от воздействия масел и щелочей. А вот для защиты конструкций от газов чаще применяются составы на базе полимеров (эпоксидных, фторорганических и иных).

Очень важно при подборе защитного слоя учитывать требования российских СНиП для разных отраслей промышленности. В таких саннормах четко указывается, какие составы и методы защиты от коррозии можно использовать, а от каких лучше отказаться. Например, в СНиП 3.04.03-85 изложены рекомендации по защите различных строительных сооружений:

магистральных газо- и нефтепроводов;
обсадных труб из стали;
тепломагистралей;
железобетонных и стальных конструкций.

4 Антикоррозионная обработка неметаллическими неорганическими покрытиями

На металлических изделиях вполне можно формировать посредством электрохимической либо химической обработки специальные пленки для защиты их от ржавления. Чаще всего создаются фосфатные и оксидные пленки (опять-таки, обязательно принимаются во внимание положения СНиП, так как механизмы защиты таких соединений разные для различных изделий).

Фосфатные пленки подходят для антикоррозионной защиты цветных и черных металлов. Суть такого процесса заключается в погружении изделий в нагретый до определенной температуры (в районе 97 градусов) раствор цинка, железа или марганца с кислыми фосфорными солями. Получающаяся при этом пленка идеальна для нанесения на нее лакокрасочного состава.

Заметим, что фосфатный слой сам по себе не отличается длительным сроком применения. Он малоэластичный и совсем непрочный. Используется фосфатирование для защиты деталей, которые работают при высоких температурах или в соленой воде (например, в морской).

Также ограниченно используются и оксидные защитные пленки. Получают их при обработке металлов в растворах щелочей под действием тока. Известным раствором для оксидирования является едкий натр (четырехпроцентный). Операцию получения оксидного слоя нередко называют воронением, так как на поверхности мало- и высокоуглеродистых сталей пленка характеризуется красивым черным цветом.

Оксидирование производится в ситуациях, когда начальные геометрические параметры нужно сохранить в неизменном виде. Оксидный слой обычно наносят на точные приборы, стрелковое вооружение. Толщина такой пленки в большинстве случаев не превышает полутора микронов.

Другие способы защиты от коррозии с применением неорганических покрытий:

Пассивирование. В этом случае изделия подвергаются обработке в растворах нитратов либо хроматов. Детали из стали разных марок пассивируют, как правило, в нитрите натрия, алюминий пассивируется бихроматом калия, а вот медные конструкции погружают в хроматные ванны.
Анодирование. Способ защиты металла от коррозии, разработанный специально для сплавов на основе алюминия. Он очень надежен и при этом по-настоящему прост. Анодирование производится в ваннах, состоящих из: 5–10 % щавелевой кислоты, 3 % хромового ангидрида и серной кислоты (на один литр раствора ее идет около 190 граммов).
Эмалирование. Защита металла от коррозии при помощи композиции, состоящей из сплавленного полевого шпата, цинка, мела, песка, титана, глины, фтористых солей, оксидов хрома, поташа, буры и некоторых других компонентов. Подобное покрытие демонстрирует отличную стойкость к коррозии, вызываемой газовыми средами, солями, органическими и минеральными кислотными составами.

5 Электрохимические способы защиты от коррозии металлических конструкций

Если изделия из металла подвергнуть поляризации, скорость ржавления, обусловленного электрохимическими факторами, можно существенно уменьшить. Электрохимическая антикоррозионная защита бывает двух видов:

Анодная технология подходит для материалов из:

сплавов (высоколегированных) на базе железа; с малым уровнем легирования;
углеродистых сталей.

Суть методики анодной защиты проста: металлическое изделие, которому требуется придать антикоррозионные свойства, подключается к катодному протектору либо к "плюсу" источника (внешнего) тока. Данная процедура обеспечивает уменьшение скорости ржавления в несколько тысяч раз. В качестве катодного протектора могут выступать элементы и соединения с высоким положительным потенциалом (свинец, платина, диоксид свинца, платинированная латунь, тантал, магнетит, углерод и другие).

Анодная антикоррозионная защита будет результативной только в том случае, если аппарат для обработки конструкций отвечает далее указанным запросам:

на нем нет заклепок;
сварка всех элементов выполнена максимально качественно;
пассивирование металла выполняется в технологической среде;
число зазоров и щелей минимально (или же они отсутствуют).

Описанный вид электрохимической защиты небезопасен из-за риска активного анодного растворения конструкций во время приостановки подачи тока. В связи с этим он осуществляется только тогда, когда имеется специальная система контроля выполнения всех предусмотренных технологической схемой операций.

Более распространенной и менее опасной считается катодная защита, которая годится для металлов, не имеющих склонности к пассивации. Подобный метод предполагает подсоединение конструкции к электродному отрицательному потенциалу или к "минусу" источника тока. Катодная защита используется для следующих видов оборудования:

емкости и аппараты (их внутренние части), эксплуатируемые на химических предприятиях;
буровые установки, кабели, трубопроводы и иные подземные сооружения;
элементы береговых конструкций, которые соприкасаются с соленой водой;
механизмы, изготовленные из высоклегированных сталей, высокохромистых и медных сплавов.

Анодом в данном случае выступает уголь, чугун, металлолом, графит, сталь.

6 Способы обработки коррозионной среды

На производственных предприятиях с коррозией можно с успехом справляться посредством модификации состава агрессивной атмосферы, в которой работают металлические детали и конструкции. Существует два варианта снижения агрессивности среды:

введение в нее ингибиторов (замедлителей) коррозии;
удаление из среды тех соединений, которые являются причиной возникновения коррозии.

Ингибиторы, как правило, используются в системах охлаждения, цистернах, ваннах для выполнения травильных операций, различных резервуарах и прочих системах, в коих коррозионная среда имеет примерно постоянный объем. Замедлители подразделяют на:

органические, неорганические, летучие;
анодные, катодные, смешанные;
работающие в щелочной, кислой, нейтральной среде.

Ниже указаны самые известные и часто используемые ингибиторы коррозии, которые отвечают требованиям СНиП для разных производственных объектов:

бикарбонат кальция;
бораты и полифосфаты;
бихроматы и хроматы;
нитриты;
органические замедлители (многоосновные спирты, тиолы, амины, аминоспирты, аминокислоты с поликарбоксильными свойствами, летучие составы "ИФХАН-8А", "ВНХ-Л-20", "НДА").

А вот уменьшить агрессивность коррозионной атмосферы можно такими методами:

вакуумированием;
нейтрализацией кислот при помощи едкого натра либо извести (гашеной);
деаэрацией с целью удаления из кислорода.

Как видим, на сегодняшний день существует немало способов защиты металлических конструкций и изделий. Важно лишь грамотно подобрать оптимальный для каждого конкретного случая вариант, и тогда детали и сооружения из стали и чугуна будут служить очень и очень долго.

7 СНиП 2.03.11-85 – основные положения правил

Мы хотим очень кратко рассмотреть данные СНиП, описывающие требования к защите от ржавчины строительных (алюминиевых, металлических, стальных, железобетонных и иных) конструкций. В них даются рекомендации по использованию разных методов антикоррозионной защиты.

СНиП 2.03.11 предусматривают защиту поверхностей строительных конструкций следующими способами:

пропиткой (уплотняющего типа) материалами с повышенной химической стойкостью;
оклейкой пленочными материалами;
применением разнообразных лакокрасочных, мастичных, оксидных, металлизированных покрытий.

По сути, данные СНиП позволяют использовать все описанные нами способы защиты металлов от ржавления. При этом правила оговаривают состав конкретных защитных средств в зависимости от того, в какой среде располагается строительное сооружение. С этой точки зрения среды могу быть: средне-, слабо- и сильноагрессивными, а также полностью неагрессивными. Также в СНиП принято деление сред на биологически и химически активные, на твердые, жидкие и газообразные.

Чем покрыть металл, чтобы не ржавел: лучшие спреи, растворы и составы

Пожалуй каждый человек сталкивался в своем быту с появлением ржавчины на металлических деталях. И неважно, где возникала коррозия, на частях машины или железном заборе, это всегда неприятно. Но к счастью, современная химическая промышленность предлагает множество средств, которые не дадут появиться ей снова. О лучших из них мы расскажем в нашем обзоре и вопрос чем покрыть металл чтобы не ржавел, больше не будет вас беспокоить.

Самые распространенные способы борьбы с коррозией

Известно несколько способов покрытия металлических поверхностей, чтобы они не ржавели. Эти методы позволят надолго продлить срок использования предметов и деталей из железа. Одним из самых эффективных приемов считается обработка с помощью веществ на химической основе.

В эту категорию составов входят ингибиторы. Они наносятся на металл едва заметным тонким слоем. Благодаря такому покрытию изделие не будет ржаветь. Чаще всего подобные средства применяют в целях профилактики. Также, предотвратить коррозию помогут следующие способы:

удаление ржавых мест на деталях механическим путем;
использование средств на химической основе;
применение антикоррозионных составов;
народные рецепты.

Более подробно о всех методиках по предотвращению появления ржавчины на металле рассказано ниже.

Очистка механическим путем

Используйте абразивную шкурку с крупнозернистой поверхностью или специальную щетку для работы по металлу, чтобы очистить железные детали от коррозии. Провести обработку можно мокрым или сухим методом. В последнем случае ржавчина соскабливается с помощью трения щетки или шкурки о металл.

Что касается мокрого способа, необходимо предварительно смочить поверхность деталей в керосине или уайт-спирите. На помощь придут и пескоструйный аппарат, шлифовальная машинка, болгарка или электродрель с металлической щеткой в виде насадки.

Очищение поверхности от коррозии можно применять только на не очень больших площадях металлических изделий. Наиболее оптимальным вариантом считается использование пескоструйного аппарата. Но его высокая цена может стать препятствием для домашнего мастера.

Использование химических веществ

Если возник вопрос, чем покрыть металл от ржавчины, то в первую очередь специалисты рекомендуют обратиться к помощи химических средств. Известны два типа таких препаратов: преобразователи ржавчины и кислотные составы. Из последних самыми популярными считаются ортофосфорные. Они помогают очистить поверхность за считанные минуты. Использовать кислоту несложно, для этого снимите загрязнения с железной поверхности тряпкой, затем удалите влагу и нанесите средство на металл едва заметным слоем. Используйте кисть с силиконовой щетиной.

Оставьте кислотный состав на полчаса на поверхности. За это время произойдет реакция с поврежденным коррозией местом. Очистите металл влажной тряпкой, а затем сухой, до тех пор, пока не будут удалены все остатки ржавчины. Помните о технике безопасности при работе с антикоррозийными составами на основе кислоты. Используйте маску, специальные очки и перчатки для защиты дыхательных путей, глаз и кожи на руках. Очистители, в составе которых присутствует ортофосфорная кислота деликатно убирают следы коррозии с металлических деталей и при этом не дают появиться ей снова.

Что касается преобразователей ржавчины, то ми покрывают всю площадь металлических деталей. Такой состав создает защиту, которая не даст появиться коррозии в будущем. Самыми популярными преобразователями сегодня считаются следующие:

Все перечисленные препараты экономично расходуются.

Другие средства

Кроме того, популярностью среди домашних мастеров пользуются и другие средства, помогающие бороться с появлением ржавчины на металле. Среди них:

Hi-Gear No-Rust;
Permatex Rust Treatment;
Autoprofi.

Ниже описано, чем покрыть железо чтобы не ржавело, как использовать эти препараты и чем они отличаются друг от друга.

Hi-Gear No-Rust

Этот аэрозоль имеет экономичный расход и способствует увеличению адгезионных способностей материалов благодаря образованию защитной пленки на металле. Используйте этот антикоррозийный состав при температуре от 5 до 30 градусов тепла. Средство подходит для обработки деталей строительных конструкций, а также автомобильных кузовов.

Преобразователь ржавчины Hi-Gear No-Rust подойдет даже для самых застарелых пятен Источник prosmazku.info

У препарата следующая схема применения:

Перед использованием спрея очистите поверхность любым способом (например, наждачной бумагой или металлической щеткой).
Промойте детали водой и просушите сухой тряпкой.
Хорошо встряхните флакон. Распылите преобразователь ржавчины равномерно по всему обрабатываемому участку железа. Рекомендуемое расстояние 15-30 см.

Видео описание

Наносить состав необходимо в несколько тонких слоев. Как это нужно делать, можно увидеть в этом видео:

После каждой обработки поверхности подождите, пока деталь высохнет. Удалить преобразователь коррозии, который случайно попал на соседние участки, можно спиртом. Также запомните, что последний нанесенный слой Hi-Gear No-Rust нужно выдерживать не менее 3 часов, перед тем как окрашивать металл. Не забудьте о защите слизистых глаз и дыхательных путей во время работы.

Permatex Rust Treatment

Это средство белого цвета на основе из латекса быстро сохнет после нанесения. Нанесите препарат на поврежденный участок из железа и он надолго защитит его. Средство работает сразу по нескольким фронтам: преобразует ржавчину;

высушивает участок, убирая всю влагу, а также грунтует поврежденное место. Способ использования такого состав следующий:

Очистите поверхность от загрязнений с помощью влажной, а затем сухой тряпки.
Перемешайте Permatex Rust Treatment перед применением и нанесите на поврежденное место. Используйте для этой цели кисть или губку.
Изучите цвет поверхности. Он должен стать насыщенного черного цвета. Если этого не произошло или обрабатываемый участок приобрел неравномерный оттенок, нанесите препарат еще раз. Делать это можно через 10-30 минут после первого слоя.

Помните о том, что обработанные Permatex Rust Treatment места должны быть выдержаны хотя бы сутки, перед тем как наносить краску или грунт. За это время препарат полностью высохнет и не будет вступать с ними в реакцию.

Autoprofi

Этот преобразователь ржавчины продается в баллонах с пульверизатором, который регулируется так, что может распыляться в любые труднодоступные участки. Основным компонентом средства является ортофосфорная кислота и дополнительные вещества (например, цинк).

Отличительной особенностью препарата является то, что после высыхания его не нужно смывать. Для этого достаточно будет протереть чистой сухой тряпкой или губкой обработанное Autoprofi место. Использовать антикоррозионный спрей необходимо вместе со средствами защиты (перчатки, маска, специальные очки).

Использование антикоррозийных составов из линейки Rocket Chemical

Эта американская компания специализируется на выпуске химических препаратов, используемых в быту. Одним из направлений ее деятельности является производство средств для предотвращения появления ржавчины на железе. Доверие потребителей заслужили следующие антикоррозионные составы:

Литиеваясмазка с защитным действием. Нанесите препарат на участок из металла для профилактики и защиты от ржавления. Производитель рекомендует покрывать им реечные механизмы, тросы, цепи и дверные петли. Образовавшейся на этих деталях тонкой пленке не будут страшны ни снег, ни дождь.

Ингибиторпродолжительного действия. Части металлических конструкций, обработанные этим средством не подвергнутся воздействию ржавчины в течение 5-7 лет. Этот препарат становится спасением для тех, кто думает, чем покрыть металл чтобы не ржавел в воде.

Антикоррозионныйспрей. Можно использовать в труднодоступных участках. Спрей не дает появиться ржавчине на металлических изделиях.

Силиконовая смазка с водостойким составом. Это средство подойдет для железных частей с резиновыми, виниловыми или пластиковыми элементами. После высыхания на поверхности образуется прозрачное, не липкое и тонкое покрытие. Средняя скорость подсыхания составляет около 3 часов.

Кроме перечисленного, в продаже можно встретить раствор от Rocket Chemical, который быстро справляется с пятнами коррозии. Основными компонентами препарата являются вещества с нетоксичным действием. Поэтому у средства широкая область применения, от использования на деталях машины или железных конструкций, до кухонной посуды с ржавчиной. Нанесите раствор на пятно на 4-5 часов и удалите коррозию тряпкой спустя это время. Хорошо ополосните.

Народные средства

Кроме перечисленных выше средств очистить ржавые пятна с железа можно с помощью составов, которые всегда под рукой. Например, гели для чистки коррозии в ванной комнате и на кухне. Наиболее популярны Sanita, Silit, Ace и т.д. Такие препараты помогут в борьбе с ржавчиной на смесителях, кранах и других металлических деталях. При этом производители предупреждают, что составы могут разъедать краску.

Как удалить ржавчину с помощью Silit, смотрите в этом видео

Некоторые домашние мастера используют для избавления от коррозии Coca-Cola или Pepsi. В составе этих напитков находится ортофосфорная кислота, которая с легкостью удаляет небольшие пятна ржавчины. Протрите жидкостями металлические поверхности или погрузите в них детали. Затем ополосните под проточной водой.

Популярностью пользуется и смесь на основе парафина и керосина. Возьмите эти средства в одинаковых пропорциях и смешайте. Нанесите на обрабатываемую поверхность в несколько тонких слоев губкой или кистью. Оставьте хотя бы на сутки. После указанного времени удалите смесь вместе с ржавчиной тряпкой, промойте водой и уберите влагу тряпкой или губкой. Лучше всего использовать такой способ для инструментов. Не забудьте про маску, перчатки и защитные очки при обработке керосиново-парафиновой смесью.

Заключение

Каждый сам решает, чем покрыть ржавчину, чтобы металл противостоял ее появлению как можно дольше. Быстрее и качественнее всего действуют специальные препараты с химическим составом. При этом помните, что обязательна защита в виде маски, специальных очков и перчаток. Для тех, у кого аллергия на такие спреи, растворы или гели, рекомендуется использовать безопасные народные средства.

Как производится антикоррозионная защита металлоконструкций?

Обязательно ли нужна антикоррозионная защита металлоконструкций? Любые металлы, особенно черные, подвержены пагубному воздействию агрессивной среды. Влага - главный враг металлов. Именно под ее воздействием на поверхности металлов образуется слой оксидов. И если не препятствовать этому процессу, то в результате любое изделие из металла потеряет свою прочность. Антикоррозионная защита металлоконструкций является важнейшей процедурой в производстве любых изделий тяжелой промышленности.

1 Нормы и правила СНиП относительно защиты металла

Защита строительных конструкций от коррозии предусматривается еще на начальном этапе проектирования. Все затраты, направленные на защиту, включаются в стоимость изделия. Определение в строительных нормах и правилах (СНиП) называет такие методы защиты конструктивными. Это же определение гласит, что основной задачей методов защиты металлоконструкций является выбор материалов, способных ограничить доступ агрессивной среды к металлическим поверхностям, и способов их нанесения.

Кроме выбора специального покрытия для металлов, СНиП рекомендует и методы оптимального режима использования конструкций из металла:

устранение на поверхностях конструкций любых щелей или углублений, в которых может накапливаться влага или образовываться своеобразная аномальная температурная зона, способная привести к порче антикоррозийного покрытия;
защиту конструкций от брызг и водяных капель;
введение в агрессивную среду специальных ингибиторов.

2 Пассивная антикоррозийная защита металлоконструкций

Менее эффективной на данный момент видится пассивная защита строительных конструкций от коррозии. Заключается она в нанесении на поверхность любого лакокрасочного покрытия. Такая защита стальных конструкций не может быть эффективной на протяжении большого промежутка времени по нескольким причинам:

металлы отличаются очень хорошей теплопроводностью, следовательно, лакокрасочное покрытие будет многократно подвергаться перепадам температур и быстро (в течение 5 лет) придет в негодность;
перед нанесением лакокрасочного покрытия, защищаемую поверхность необходимо подвергать специальной очистке от оксидной пленки, после этого поверхность грунтуется, и лишь потом наносится основной слой защиты. Для объемных стальных конструкций такая технология нанесения защиты является слишком трудоемким процессом.

В настоящий момент отмеченные недостатки частично устранены: появились новые химические составы для обработки, которые самостоятельно справляются как с оксидной пленкой, так и со ржавчиной. Как правило, такие средства поступают к изготовителю конструкций в раздельном варианте и смешиваются непосредственно перед нанесением. Производители этих средств обещают защитить каждую стальную конструкцию при любых погодных условиях на протяжении десятилетий.

3 Покрытия с ингибиторами

Особую надежность металлическим конструкциям обеспечивают ЛКМ, содержащие фосфорную кислоту или соли хромовой кислоты. Названные элементы способны противостоять появлению «жучка» - коррозии, которая может происходить под защитным слоем.

Краски, имеющие в составе один из ингибиторов, тоже не наносятся на неподготовленную поверхность.

Эффект будет, конечно, в любом случае, но неподготовленная поверхность находится под защитой на протяжении всего лишь около 10 лет. В тех случаях, когда подготовка (зачистка) невозможна по причине конструктивных особенностей или экономически нецелесообразна, поверхность обрабатывается преобразователями ржавчины. Такой химический состав выдерживается на поверхности определенное время (указанное производителем состава), удаляется сухой ветошью и только после этого наносится защитный слой.

4 Как используется метод «протектора»?

Пассивная защита согласно СНиП может выполнять роль протектора. Для создания такого эффекта в состав ЛКМ вводится большое количество металлической пыли из химических элементов, способных самостоятельно противостоять коррозии. Для этих целей идеально подходит цинковая пыль.

Применяется она значительно чаще других химических составов, поэтому такая защита металлических конструкций получила название «холодное цинкование». Обычно для этого состава не используются лаки или краски. Изготавливают их на основе эпоксидных смол или термопластичных полимеров. Состав покрытия не требует смешивания.

Обработка металлоконструкций с помощью такого химического состава может вестись при неблагоприятных погодных условиях: высокая или низкая температура, повышенная влажность не могут стать помехой. И получается при такой обработке металлоконструкций двойная защита: буфер, создаваемый смолами, и протектор из стойкого слоя металла. Стоит ли удивляться, что гарантированная защита стальных элементов будет актуальна на протяжении нескольких десятилетий (около 50 лет). Важный момент: холодное цинкование намного дешевле известного горячего способа и гораздо удобнее.

5 Активная защита металла

Активные методы защиты металлоконструкций от коррозии подразумевают специальную обработку поверхности с целью придания ей особых химических свойств. Различают несколько видов покрытия поверхности с помощью все того же цинка:

Горячее цинкование. При такой обработке металлоконструкций принято тщательно готовить поверхность: зачищать от оксидов, обрабатывать пескоструем. Готовое изделие опускается в ванну с расплавленным цинком. Заготовку вращают и в период затвердевания тонкого слоя цинка. Получается идеально ровная поверхность с непревзойденной степенью антикоррозионной защиты.
Гальваническое цинкование. Обработку металлоконструкций гальваническим способом можно отнести к самым длительным во временном отношении процессам. Вначале стальная конструкция помещается в ванну с электролитом. На заготовку закрепляется электрический кабель, второй кабель закрепляется на цинковую заготовку. Оба подключаются к источнику постоянного тока. За счет диффузии в металлах ионы цинка покидают поверхность цинковой заготовки и оседают на нашей. В этом случае получается очень тонкий слой цинка, который имеет с поверхностью металла связь на молекулярном уровне. Обработка металлоконструкций гальваническим способом позволяет уверенно говорить, что изделие не будет подвергаться коррозии практически неограниченное время
Термодиффузионное цинкование - надежная защита конструкций. И это самый сложный процесс с точки зрения физики. Стальная конструкция прогревается в печи при температуре от 290°С до 450°С, где на нее под давлением подается цинковая пыль. Молекулы цинка расплавляются и проникают даже в толщу металла. Получается не просто защитная пленка из другого металла, а своеобразный сплав, способный неограниченное время выполнять роль защиты от коррозии металлических конструкций. Такая антикоррозионная обработка считается самой эффективной. Металлоконструкции, обработанные данным способом, спокойно выдерживают самые агрессивные среды: огонь, морскую воду. Единственный недостаток процесса заключается в том, что для его осуществления необходимо специальное оборудование.

Любой из выбранных методов защиты металлоконструкций целесообразен только при правильном использовании и рациональности вложения финансовых средств. Просчитывать это должны специалисты, поэтому для выполнения работ лучше обратиться в профессиональную компанию.

Правильно защищенная металлоконструкция прослужит намного дольше и не будет требовать ремонта или косметического ухода. Сразу же можно отнять расходы на покупку лакокрасочных материалов и прочее.

Защита металла от коррозии

Металлы используются человеком с доисторических времен, изделия из них широко распространены в нашей жизни. Самым распространенным металлом является железо и его сплавы. К сожалению, они подвержены коррозии, или ржавлению — разрушению в результате окисления. Своевременная защита от коррозии позволяет продлить срок службы металлических изделий и конструкций.

Защита от коррозии

Виды коррозии

Ученые давно борются с коррозией и выделили несколько основных ее типов:

Атмосферная. Происходит окисление вследствие контакта с кислородом воздуха и содержащимися в нем водяными парами. Присутствие в воздухе загрязнений в виде химически активных веществ ускоряет ржавление.
Жидкостная. Проходит в водной среде, соли, содержащиеся в воде, особенно морской, многократно ускоряют окисление.
Почвенная. Этому виду подвержены изделия и конструкции, находящиеся в грунте. Химический состав грунта, грунтовые воды и токи утечки создают особую среду для развития химических процессов.

Исходя из того, в какой среде будет эксплуатироваться изделие, подбираются подходящие методы защиты от коррозии.

Характерные типы поражения ржавчиной

Различают следующие характерные виды поражения коррозией:

Поверхность покрыта сплошным ржавым слоем или отдельными кусками.
На детали возникли небольшие участки ржавчины, проникающей в толщину детали.
В виде глубоких трещин.
В сплаве окисляется один из компонентов.
Глубинное проникновение по всему объему.
Комбинированные.

Виды коррозионных разрушений

По причине возникновения разделяют также:

Химическую. Химические реакции с активными веществами.
Электрохимическую. При контакте с электролитическими растворами возникает электрический ток, под действием которого замещаются электроны металлов, и происходит разрушение кристаллической структуры с образованием ржавчины.

Коррозия металла и способы защиты от нее

Ученые и инженеры разработали множество способов защиты металлических конструкций от коррозии.

Защита от коррозии индустриальных и строительных конструкций, различных видов транспорта осуществляется промышленными способами.

Зачастую они достаточно сложные и дорогостоящие. Для защиты металлических изделий в условиях домовладений применяют бытовые методы, более доступные по цене и не связанные со сложными технологиями.

Промышленные

Промышленные методы защиты металлических изделий подразделяются на ряд направлений:

Пассивация. При выплавке стали в ее состав добавляют легирующие присадки, такие, как Cr, Mo, Nb, Ni. Они способствуют образованию на поверхности детали прочной и химически стойкой пленки окислов, препятствующей доступу агрессивных газов и жидкостей к железу.
Защитное металлическое покрытие. На поверхность изделия наносят тонкий слой другого металлического элемента — Zn , Al, Co и др. Этот слой защищает железо о т ржавления.
Электрозащита. Рядом с защищаемой деталью размещают пластины из другого металлического элемента или сплава, так называемые аноды. Токи в электролите текут через эти пластины, а не через деталь. Так защищают подводные детали морского транспорта и буровых платформ.
Ингибиторы. Специальные вещества, замедляющие или вовсе останавливающие химические реакции.
Защитное лакокрасочное покрытие.
Термообработка.

Порошковая покраска для защиты от коррозии

Способы защиты от коррозии, используемые в индустрии, весьма разнообразны. Выбор конкретного метода борьбы с коррозией зависит от условий эксплуатации защищаемой конструкции.

Бытовые

Бытовые методы защиты металлов от коррозии сводятся, как правило, к нанесению защитных лакокрасочных покрытий. Состав их может быть самый разнообразный, включая:

силиконовые смолы;
полимерные материалы;
ингибиторы;
мелкие металлические опилки.

Отдельной группой стоят преобразователи ржавчины — составы, которые наносят на уже затронутые коррозией конструкции. Они восстанавливают железо из окислов и предотвращают повторную коррозию. Преобразователи делятся на следующие виды:

Грунты. Наносятся на зачищенную поверхность, обладают высокой адгезией. Содержат в своем составе ингибирующие вещества, позволяют экономить финишную краску.
Стабилизаторы. Преобразуют оксиды железа в другие вещества.
Преобразователи оксидов железа в соли.
Масла и смолы, обволакивающие частички ржавчины и нейтрализующие ее.

При выборе грунта и краски лучше брать их от одного производителя. Так вы избежите проблем совместимости лакокрасочных материалов.

Защитные краски по металлу

По температурному режиму эксплуатации краски делятся на две большие группы:

обычные, используемые при температурах до 80 °С;
термостойкие.

По типу связующей основы краски бывают:

алкидные;
акриловые;
эпоксидные.

Лакокрасочные покрытия по металлу имеют следующие достоинства:

качественная защита поверхности от коррозии;
легкость нанесения;
быстрота высыхания;
много разных цветов;
долгий срок службы.

Большой популярностью пользуются молотковые эмали, не только защищающие метал, но и создающие эстетичный внешний вид. Для обработки металла распространена также краска-серебрянка. В ее состав добавлена алюминиевая пудра. Защита металла происходит за счет образования тонкой пленки окиси алюминия.

Эпоксидные смеси из двух компонентов отличаются исключительной прочностью покрытия и применяются для узлов, подверженных высоким нагрузкам.

Защита металла в бытовых условиях

Чтобы надежно защитить металлические изделия от коррозии, следует выполнить следующую последовательность действий:

очистить поверхность от ржавчины и старой краски с помощью проволочной щетки или абразивной бумаги;
обезжирить поверхность;
сразу же нанести слой грунта;
после высыхания грунта нанести два слоя основной краски.

При работе следует использовать средства индивидуальной защиты:

перчатки;
респиратор;
очки или прозрачный щиток.

Способы защиты металлов от коррозии постоянно совершенствуются учеными и инженерами.

Методы противостояния коррозионным процессам

Основные методы, применяемые для противодействия коррозии, приведены ниже:

повышение способности материалов противостоять окислению за счет изменения его химического состава;
изоляция защищаемой поверхности от контакта с активными средами;
снижение активности окружающей изделие среды;
электрохимические.

Первые две группы способов применяются во время изготовления конструкции, а вторые – во время эксплуатации.

Методы повышения сопротивляемости

В состав сплава добавляют элементы, повышающие его коррозионную устойчивость. Такие стали называют нержавеющими. Они не требуют дополнительных покрытий и отличаются эстетичным внешним видом. В качестве добавок применяют никель, хром, медь, марганец, кобальт в определенных пропорциях.

Нержавеющая сталь AISI 304

Стойкость материалов к ржавлению повышают также, удаляя их состава ускоряющие коррозию компоненты, как, например, кислород и серу — из стальных сплавов, а железо – из магниевых и алюминиевых.

Снижение агрессивности внешней среды и электрохимическая защита

С целью подавления процессов окисления во внешнюю среду добавляют особые составы — ингибиторы. Они замедляют химические реакции в десятки и сотни раз.

Электрохимические способы сводятся к изменению электрохимического потенциала материала путем пропускания электрического тока. В результате коррозионные процессы сильно замедляются или даже вовсе прекращаются.

Пленочная защита

Защитная пленка препятствует доступу молекул активных веществ к молекулам металла и таким образом предотвращают коррозионные явления.

Пленки образуются из лакокрасочных материалов, пластмассы и смолы. Лакокрасочные покрытия недороги и удобны в нанесении. Ими покрывают изделие в несколько слоев. Под краску наносят слой грунта, улучшающего сцепление с поверхностью и позволяющего экономить более дорогую краску. Служат такие покрытия от 5 до 10 лет. В качестве грунта иногда применяют смесь фосфатов марганца и железа.

Защитные покрытия создают также из тонких слоев других металлов: цинка, хрома, никеля. Их наносят гальваническим способом.

Покрытие металлом с более высоким электрохимическим потенциалом, чем у основного материала, называется анодным. Оно продолжает защищать основной материал, отвлекая активные окислители на себя, даже в случае частичного разрушения. Покрытия с более низким потенциалом называют катодными. В случае нарушения такого покрытия оно ускоряет коррозию за счет электрохимических процессов.

Металлическое покрытие также можно наносить также методом распыления в струе плазмы.

Применяется также и совместный прокат нагретых до температуры пластичности листов основного и защищающего металла. Под давлением происходит взаимная диффузия молекул элементов в кристаллические решетки друг друга и образование биметаллического материала. Этот метод называют плакированием.

Читайте также: