18Апр

Причины возникновения коррозии: Электрохимическая коррозия: признаки, причины возникновения и способы предотвращения

Содержание

причины появления, на каких металлах появляется

Контактная коррозия металлов – это одно из часто встречающихся явлений, способных привести к их повреждению, потере эксплуатационных характеристик и полному разрушению.

Явление наблюдается, когда контактируют два металла, отличающиеся по электромеханическим свойствам.

Большинство рекомендаций по производству и эксплуатации металлоконструкций отмечают, что компоновать металлы нужно с учетом их совместимости.

Но это требование не всегда соблюдается.

Рассмотрим особенности коррозийного процесса и постараемся ответить на вопрос о том, какие материалы совмещаются между собой.

В зависимости от типа металлов, при контакте они ведут себя по-разному.

К примеру, контактная коррозия распространена при соприкосновении углеродистой стали и алюминия, меди и железа, цинка и алюминия. И это – только часть возможных сочетаний.

Иногда контактная коррозия наблюдается и в случае, если происходит контакт одинаковых металлов. Также появляются проблемы в месте соединения при сварке, по шву, из-за использования специальных присадочных проволок и других материалов.

Почему появляется контактная коррозия

Причина распространения коррозии – возникновение компромиссного потенциала. Он отличается по своим показателям от соприкасающихся металлов.

В итоге появляется пересечение анодной и катодной кривой.

В качестве анода выступает металл, у которого электроотрицательный потенциал выше, чем у другого. Электроположительный металл становится катодом.

Многое зависит и от типа электролита. Это приводит к тому, что увеличится скорость растворения и протекания процесса.

Стоит также учесть и скорость растворения анода. На нее влияет разность катодных и анодных потенциалов.

Значение также имеет уровень компромиссного потенциала. На него влияет тип металлов, которые вступают в контакт.

Есть и 4 внешних фактора, которые оказывают на него воздействие. К ним относятся такие, как:

  • Температура самого металла и среды, в которой он находится.
  • Уровень аэрации, доступ кислорода.
  • Особенности окружающей среды, степень загрязненности и типы рассеянных в воздухе частиц.
  • Уровень влажности, наличие прямого контакта с водой, постоянного намокания.

Процесс контактной коррозии развивается в различных средах. Это — открытый воздух, вода, почва.

Если при распространении коррозии, на материал неравномерно воздействует кислород, велика вероятность появления дифференциальной аэрации.

Это затрудняет катодную реакцию и влияет на саму интенсивность протекания процесса.

Особенности проявления катодной коррозии для разных типов металлов и сплавов

На особенности протекания коррозии влияет тип сплавов и металлов, которые контактируют друг с другом.

Все особенности сочетаний указаны в таблице ниже.

Тип металла

Сочетания

Примечания

Алюминий и оксидированные сплавы.

Магний и его оксидированные сплавы, прошедший пассивацию кадмий, разные типы стали – как окрашенной, так и оцинкованной, фосфатированной.

Допускается применение сочетаний с низким риском появления коррозии как в жестких, так и в средних условиях.

Магний и разные виды сплавов

Магний и сплавы, в том числе, при покрытии грунтом и лаком, анодированный алюминий и сплавы, сталь с хромовым покрытием, а также с нанесенным сверху цинком, кадмием, оловом и другими видами продукции.

Допускается применение сочетаний с низким риском появления коррозии как в жестких, так и в средних условиях.

Медь и разные виды сплавов

Никель, олово, хром, золото, анодированный алюминий. Допускается применение припоя оловянно-свинцового типа. Допускается сочетание с разными вариантами сплавов анодированного алюминия, окрашенной или фосфатированной стали.

Допускается применение сочетаний с низким риском появления коррозии как в жестких, так и в средних условиях.

Ценные металлы -родий, серебро, палладий, золото

Все перечисленные виды металлов отлично сочетаются друг с другом с низким риском появления контактной коррозии. Можно также использовать изделия с оловом, никелем, алюминием, хромом и различными вариантами сплавов.

—-

Цинк и сплавы

Сочетаются с разными вариантами стали, в том числе, хромникелевой, фосфатированной, окрашенной. В процессе обработки можно использовать в качестве припоя олово, а также его сочетание со свинцом. Среди других допустимых сочетаний – никель, анодированный алюминий и разные типы сплавов.

—-

Олово и сплавы

Среди допустимых сочетаний можно назвать никель, хром, олово, медь, припои из сплава свинца и олова. Сталь в контакте может быть покрытой цинковым слоем, окрашенной или анодированной, если планируется использование в контакте с морской водой. Можно также использовать такой вариант материала с золотом и серебром.

—-

Хром и никель

Одни из наиболее сочетаемых с другими разновидностями сырья. Список допустимых для контакта металлов очень большой – от золота, меди и сплавов до хрома, никеля, меди, цинка, кадмия и других.

—-

Кадмий

Может соприкасаться с хромом, прошедшим процесс пассивации оловом, цинком, никелем, кадмием, припоем из олова и свинца. Сталь может быть как хромникелевой, так и хромистой, а также с дополнительным полимерным покрытием.

—-

Меры предосторожности для недопущения развития контактной коррозии

Чтобы риск контактной коррозии металла снизился, нужно соблюдать 3 рекомендации. К ним относятся следующие:

  • Будьте осторожны с покрытиями. Это актуально в том случае, если планируется использовать изделие в районах с тропическим климатом и рядом с морем. Дополнительное покрытие не стоит наносить на участки деталей, где планируется сварка внахлест, установка заклепок из других видов сырья. Причина заключается в особенностях поведения электролита, когда коррозия значительно усиливается.
  • При проведении сварки и клепки деталей, покрытие нужно снимать. После того, как все работы проведены, сверху можно будет наносить полимерное покрытие для борьбы с негативным воздействием окружающей среды.
  • Не стоит использовать гальваническое покрытие в том случае, если перед вами деталь из черных или цветных металлов, прошедшие через литьевые формы.

Чтобы не допустить появления коррозии, всегда нужно понимать, с какими металлами вы работаете, и как они сочетаются друг с другом. Чтобы уменьшить степень интенсивности разрушения металла, нужно как можно скорее удалить соприкасающиеся отрезки сырья друг от друга.

Когда деталь используется в агрессивных средах, можно предусмотреть специальные прокладки. Хорошо справляется с задачей использования в морской воде магний и большинство его сплавов, цинк, алюминий и другие.

В качестве изоляции между элементами могут выступать металлические или полимерные лакокрасочные покрытия. Хорошим решением станут свинцовые детали.

Защитим ваши металлические изделия от коррозии

Наша компания выполняет задачи по проведению горячей оцинковки разных видов материалов. Среди преимуществ работы с нами есть такие, как:

  • Опыт работы с 2007 года. Регулярно сотрудничаем со многими постоянными клиентами.
  • Большая производственная база. У нас есть три цеха горячего цинкования. Мощность предприятия составляет 120 тысяч тонн в год.
  • Универсальность. Работаем даже со срочными заказами и любыми видами изделий. На предприятии установлена самая глубокая ванна в ЦФО. Ее глубина составляет 3,43 метра.
  • Качественное оборудование. Используем в обработке технику от таких крупных брендов, как KVK KOERNER и EKOMOR.

Мы гарантируем полное соответствие требованиям ГОСТ 9.307-89. Готовы ответить на все интересующие вас вопросы и быстро приступить к выполнению поставленной задачи.

Вернуться к статьям

Поделиться статьей

Причины возникновения коррозии в машиностроении — КиберПедия

1. Резкие перемены температуры.

2. Соприкосновение разнородных металлов.

3. Соприкосновение металлических изделий с ватой, бумагой, тканями и т. п. материалами, легко впитывающими влагу.

4. Нахождение в помещении кислот, щелочей, солей или вы-деление паров этих веществ.

5. Нахождение металлических изделий в сырых помещениях или помещениях с неисправными паропроводами.

6. Прикосновение к полированным и шлифованным поверхностям потными и грязными руками (пот содержит кислоты и соли).

7. Применение несоответствующих охлаждающих жидкостей при механической обработке.

8. Непосредственное соприкосновение непредохраненных обработанных поверхностей деталей с водой, снегом, кислотами, щелочами и их растворами.

Для автомобиля в основном характерна электрохимическая коррозия, так как условия ее возникновения создаются постоянно:

— при дожде, снегопаде, изменениях температуры на наружных и внутренних поверхностях кузова образуется водяная пленка (конденсат). При ее загрязнении кислотами и щелочами, содержащимися в воздухе, или солью, высыпаемой зимой на дороги, получается электролит;

— в металле после штамповки и сварки появляются участки с измененной структурой. Неоднородность, а также микровключения шлаков и мелкие дефекты (раковинки) провоцируют возникновение гальванических пар, то есть электрохимической коррозии в стальных деталях кузова.

Она особенно интенсивна при относительной влажности воздуха более 60% (в средней полосе России практически круглый год) и в больших городах с загрязненной атмосферой.

По характеру распространения коррозия бывает сплошной и местной.

Сплошная появляется на всем кузове, начинаясь на нижней поверхности днища, изнутри крыльев, во внутренних полостях дверей и силовых элементов (порогов, поперечин, усилителей). Внутри салона она обычно возникает под ковриками.

Местная бывает в местах соединения металлических листов сваркой и завальцовкой (кромки капота и крышки багажника, периметр дверей). Местная коррозия опаснее сплошной, так как протекает быстрее, ведет к сквозным повреждениям деталей и, как следствие, к потере прочности и жесткости кузова.

43. Классификация коррозионных процессов.
По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металла.
Химическая коррозия — это взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисляется металл и восстанавливается окислительные компоненты коррозионной среды протекают в одном акте. Так протекает окисление большинства металлов в газовых средах содержащих окислитель (например, окисление в воздухе при повышении температуры)
Mg+ O -> MgO
4Al + 3O -> 2AlO
Электрохимическая коррозия — это взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной компоненты среды происходит не водном акте, и их скорости зависят от электродного потенциала металла. По такому процессу протекают, например, взаимодействие металла с кислотами:
Zn + 2HCl -> Zn +2Cl +H
эта суммарная реакция состоит из двух актов:
Zn -> Zn + 2e
2H + 2e -> H
По характеру коррозионного разрушения.
Общая или сплошная коррозия при которой корродирует вся поверхность металла. Она соответственно делится на:
равномерную, не равномерную избирательную, при которой коррозионный процесс распространяется преимущественно по какой-либо структурной составляющей сплава.
Местная коррозия при которой корродируют определенные участки металла:
а) коррозия язвами — коррозионные разрушения в виде отдельных средних и больших пятен (коррозия латуни в морской воде)
б) межкристаллическая коррозия при ней процесс коррозии распространяется по границе металл-сплав (алюминий сплавляется с хромоникелем). и другие виды коррозии.

44. Электрохимическая коррозия.
Электрохимическая коррозия — самый распространенный вид коррозии. Электрохимическая коррозия возникает при контакте металла с окружающей электролитически проводящей средой. При этом восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости. Первопричиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в окружающих их средах. Ржавление трубопровода, обивки днища морского суда, различных металлоконструкций в атмосфере — это, и многое другое, примеры электрохимической коррозии.
К электрохимической коррозии относятся такие виды местных разрушений, как питтинги, межкристаллитная коррозия, щелевая. Кроме того процессы электрохимической коррозии происходят в грунте, атмосфере, море.

45. Водородная деполяризация.
Водородная деполяризация термодинамически возможна в тех случаях, когда равновесный потенциал металла отрицательнее равновесного потенциала водородного электрода в данных условиях.
Процесс водородной деполяризации проходит в несколько стадий: диффузия гидратиро-ванных ионов водорода к катоду; дегидратация, адсорбция и разряд ионов; рекомбинация ионов в молекулу и удаление молекул от поверхности катода.
Процесс водородной деполяризации проходит в несколько стадий: диффузия гидратированных ионов водорода к катоду, дегидратация, адсорбция и разряд ионов, рекомбинация ионов в молекулу и удаление молекул от поверхности катода.
При водородной деполяризации скорость коррозии металла пропорциональна площади катодных участков и зависит также от перенапряжения водорода на металле. В процессе коррозии структурная гетерогенность поверхностных слоев металла может быть нарушена, если анодная составляющая находится в-незначительном количестве, в виде включений.
При водородной деполяризации а поверхности металла почти всегда имеются пузырьки водорода, в которых давление очень близко к атмосферному.

46. Катодная и анодная защита.
Катодная защита — это электрохимическая защита от коррозии, основанная на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь[1][2]. Катодную защиту, как правило, совмещают с нанесением защитных покрытий.
Сдвиг потенциала защищаемого металлического объекта осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока (станции катодной защиты) или же соединением с протекторным анодом, изготовленным из металла, более электроотрицательного относительно объекта. При этом поверхность защищаемого образца (детали конструкции) становится эквипотенциальной и на всех её участках протекает только катодный процесс. Обусловливающий коррозию анодный процесс перенесён на вспомогательные электроды. Отсюда названия — жертвенный анод, жертвенный электрод. Если, однако, сдвиг потенциала в отрицательную сторону превысит определённое значение, возможна так называемая перезащита, связанная с выделением водорода, изменением состава приэлектродного слоя и другими явлениями, что может привести к деградации защитного (изоляционного) покрытия и протеканию процесса стресс-коррозии катодно защищаемого объекта.
Анодную защиту применяют при эксплуатации оборудования в хорошо электропроводных средах и изготовленного из легко пассивирующихся материалов — углеродистых, низколегированных нержавеющих сталей, титана, высоколегированных сплавов на основе железа. Анодная защита перспективна в случае оборудования, изготовленного из разнородных пассивирующихся материалов, например, нержавеющих сталей различного состава, сварных соединений.
При анодной защите потенциал активно растворяющегося металла смещают в положительную сторону до достижения устойчивого пассивного состояния (рис. 10.1). В результате происходит не только существенное (в тысячи раз) снижение скорости коррозии металла, но и предотвращается попадание продуктов его растворения в производимый продукт. Смещение потенциала в положительную сторону можно осуществлять от внешнего источника тока, введением окислителей в раствор или введением в сплав элементов, способствующих повышению эффективности протекающего на поверхности металла катодного процесса.

 

47. Возникновения коррозионных гальванических пар.
Металлы в виду своего разнородного характера не всегда подходят для непосредственного контакта друг с другом тем более, если они находятся в агрессивных средах. Нередко они образуют весьма сильную гальваническую пару, что приводит к быстрому образованию коррозии в местах их непосредственного соприкосновения.
Слово «коррозия» заимствованно от латинского слова «corrodere», что означает – пожирать, изгладывать. Наиболее известная форма коррозии, это физико-химической реакция окружающей среды со сталью, которая приводит к появлению ржавчины. Аналогичные процессы проистекают и с другими материалами. Коррозия может быть химической и электрохимической в зависимости от вида процесса разрушения.
Химическая коррозия, как правило, вызвана воздействием на сталь сухих газов и жидкостей без электролитных свойств и не сопровождается возникновениями электрических токов. При таком виде коррозии происходит равномерное воздействие на всю поверхность металла, в результате чего появляются окислы в виде рыхлых образований. Химическая коррозия представляет менее опасный вид разрушающих воздействий, в отличие от электрохимической коррозии.
Коррозия, при которой происходит возникновение электрического тока, в среде жидкого электролита называется – электрохимическая коррозия. Все металлы и сплавы обладают электрическим потенциалом, из-за наличия в составе сплавов тех или иных веществ их потенциал не однороден. Если взять два материала с разными потенциалами и соединить их между собой, то они образовывают гальваническую пару. Поместив такую связку в электролит, между ними начинается активный электрообмен, что приводит к ускоренному разрушению более активного материала.

 

48. Кислородная деполяризация.
При наличии в растворе газообразного кислорода и не возможностью протекания процесса коррозии с водородной деполяризацией основную роль деполяризатора исполняет кислород. коррозионные процессы, у которых катодная деполяризация осуществляется растворенным в электролите кислородом, называют процессами коррозии металлов с кислородной деполяризацией. Это наиболее распространенный тип коррозии металла в воде, в нейтральных и даже в слабокислых солевых растворах, в морской воде, в земле, в атмосфере воздуха. Общая схема кислородной деполяризации сводится к восстановлению молекулярного кислорода до иона гидроокисла:
O + 4e +2HO -> 4OH
Термодинамические возможности кислородной деполяризации.
Протекание процесса коррозии металла с кислородной деполяризацией согласно уравнения возможно при условии:
где ( ) — обратимый потенциал кислородного электрода, равный:
где ( ) — стандартный потенциал кислородного электрода, т.е. (обратимый) потенциал кислородного электрода при 25 С.
a =1 P =101 Па (1 атм)
Из последнего уравнения следует, что ( ) зависит от рН среды (а ) и парциального давления кислорода. Значение обратимых потенциалов кислородного электрода при различных рН среды и Р P (атм) V ,B, при рН среды рН=0 рН=7 рН=14 0,21 +1,218 +0,805 +0,381 1 +1,229 +0,815 +0,400
Коррозия металла с кислородной деполяризацией в большинстве практических случаев происходит в электролитах, соприкасающихся с атмосферой, парциальное давление кислорода в которой Р=0,21 атм.
Следовательно, при определении термодинамической возможности протекания коррозионного процесса с кислородной деполяризацией следует производить учитывая реальное парциальное давление кислорода в воздухе (см. табл.). Т.к. значения (V ) очень положительны, то условия соблюдаются в очень многих случаях.

Механизм газовой коррозии.

Образующаяся на поверхности металла оксидная пленка может защищать металл от дальнейшего окисления. Образование подобной пленки может быть следствием:

1) адсорбции молекул кислорода поверхностью металла, соприкасающейся c атмосферой;

2) химического взаимодействия металла и газа с образованием химического соединения.

В резуль­тате протекания химической реакции

mМе (т) + mn/2O (адc) = тМе n+ + mn/2О2- = МеmОmn/2 (т)

и перестройки атомов металла и кислорода, соответствующей их пространственному

распределению в окисле

образуется сначала мономолекулярный (рис. ), а затем полимолекулярный слой оксидов. В дальнейшем атомы кислорода диффундируют (проникают) через образовавшийся слой оксида, одновременно с этим в противоположном направлении диффундируют ионы металла. Реагируя с кислородом, ионы металла образуют оксид, что приводит к появлению новых слоев пленки, т. е. к её утолщению. ( рис. ). По мере утолщения пленки процесс диффузии будет затрудняться. Возникающая пленка будет тормозить дальнейшее развитие коррозионного процесса только в том случае, когда она будет обладать защитными свойствами.

виды, причины возникновения, способы очистки

Металл может разрушиться под воздействием многих факторов — высокой влажности, температуры, тока, различных химических веществ. Коррозия металлов бывает разных видов. Без должной защиты она может полностью разрушить металлоконструкцию. Важно изучить виды коррозионных процессов, способы защиты металла и методы удаления ржавчины.

Ржавая труба

Что такое коррозия?

Коррозия — процесс разрушения металлов, сплавов, который развивает под воздействием разных факторов окружающей среды. При протекании данного процесса материал может быть разрушен частично или полностью. Следы коррозионного эффекта — пятна ржавчины разных цветов. Постепенно коррозия проникает вглубь материала, провоцируя появление сквозных отверстий с разрушенными краями.

Причины возникновения

Причины коррозионных процессов:

  • соприкосновение разных видов металлов, сплавов;
  • частые перепады температуры;
  • трение между металлическими поверхностями;
  • длительное воздействие влаги;
  • влияние кислот, щелочей, химических элементов;
  • использование некачественных жидкостей при механической обработке материала;
  • жировые пятна, остающиеся на металлических поверхностях после прикосновения к ним.

Ржавчина может образовываться при периодическом воздействии статического или постоянного тока.

Виды

Коррозионные процессы классифицируются зависимо от разных критериев. Основные из них — цвет, механизм образования ржавчины, тип агрессивной среды, характер разрушения.

По цвету

Зависимо от цвета бывают разные виды ржавчины. Она может быть черной, желтой, коричневой, красной. Оттенок зависит от химической формулы образовавшегося вещества.

Ржавый металл
Желтая

Химическая формула желтой ржавчины — FeO(OH)h3O. Она появляется под воздействием высокой влажности, в среде с малым количеством кислорода. Подобный вид ржавчины можно увидеть под водой.

Коричневая

Химическая формула коричневой ржавчины — Fe2O3. Встречается крайне редко, появляется без воздействия влаги.

Красная

Химическая формула красной ржавчины — Fe2O3•h3O. Образуется при одновременном воздействием воды и кислорода. Встречается чаще других видов. Разрушительный процесс протекает равномерно, постепенно распространяется на всю поверхность.

Черная

Химическая формула — Fe3O4. Появляется без воздействия влаги, в среде с малым количеством кислорода. Часто используется для создания сверхпроводников, поскольку является ферромагнетиком.

По механизму протекания

Виды:

  • химическая;
  • электромеханическая.

Процессы отличаются по механизму разрушения материала.

Химическая

Процесс разрушения металла, провоцирующий распад металлических связей, развитие химических реакций между атомами материала. Элементы, которые взаимодействуют между собой, пространственно не разделяются. Скорость разрушения детали зависит от скорости протекания химической реакции.

Электрохимическая

Данный процесс разрушения металлических деталей протекает в среде электролитов и сочетается с возникновением тока.

Ржавый корабль

По типу агрессивной среды

Виды:

  1. Атмосферная.
  2. Газовая.
  3. Радиационная.
  4. Подземная.
  5. Контактная.
  6. Биокоррозия.
  7. Коррозия током.
  8. Коррозийная кавитация.
  9. Коррозия под напряжением.
  10. Фреттинг-коррозия.
Атмосферная

Естественный процесс разрушения. Может протекать в воздушной или газовой атмосфере. Важное условие — повышенный уровень влажности. Чем он выше, тем быстрее разрушится материал.

Газовая

Процесс разрушения металлических деталей, который протекает в условиях газовой среды. Отличается низким уровнем влажности. Процесс образования ржавчины ускоряется при повышении температуры.

Радиационная

Возникает при интенсивном воздействии радиационного излучения. У сплавов высокой плотности протекает медленно.

Подземная

Если металлическая деталь какое-то время полежит под землей, можно заметить на ее поверхностях зеленый налет или другие цветовые искажения. Это следствие окислительный процессов, которые протекают в разных видах грунта.

Контактная

Быстро появляется в местах, где два разных металла соприкасаются друг с другом. Это обуславливается разницей стационарного потенциала в электролите.

Биокоррозия

Процесс разрушения металлических деталей, который обуславливается воздействием разных микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности.

Ржавые обломки судов
Коррозия током

Может происходить при воздействии блуждающего или внешнего тока. Скорость распространения ржавчины зависит от силы тока, длительности, периодичности его воздействия на металлические детали.

Коррозийная кавитация

Один из многочисленных процессов саморазрушения разных видов металлов. Он запускается при воздействии внешней среды, механического повреждении.

Коррозия под напряжением

Процесс разрушения сплавов, который происходит при взаимодействии механического напряжения с коррозийно-активной средой. Этот вид коррозии опасен для металлоконструкций, которые подвержены большим нагрузкам.

Фреттинг-коррозия

Сложный коррозионный процесс, который протекает под воздействием коррозийной среды с различными вибрациями. Чтобы не допустить образования ржавчины, важно снизить коэффициент трения металлических деталей.

По характеру разрушения

Виды:

  • сплошная;
  • избирательная;
  • местная;
  • подповерхностная;
  • межкристаллическая;
  • щелевая.

Они отличаются локализацией, степенью углубления в материал, тяжестью разрушения.

Сплошная

При таком коррозионном процессе ржавчиной покрываются все металлические поверхности. Она может быть равномерной или неравномерной, зависимо от скорости разрушения материала в разных местах детали.

Избирательная

Подобный процесс затрагивает один из элементов металлоконструкции, который не имеет антикоррозийного покрытия, затормаживающего процесс разрушения.

Ржавый автомобиль (Фото: pixabay.com)
Местная

Пятна ржавчины разбросаны по металлической поверхности. Они представляют собой углубления разного размера, одна часть которых могут быть поверхностными, другие сквозными.

Подповерхностная

Появляется под металлическими поверхностями. Она быстро проникает вглубь материала. Данный вид коррозионных процессов характеризуется расслоением металла.

Межкристаллическая

Начинает появляться по границам отдельных зерен материала. Ее крайне сложно выявить по внешнему виду. Быстро ухудшаются показатели плотности, прочности, пластичности. Детали становятся хрупкими.

Щелевая

Образуется на местах соединения двух металлических деталей. Может появляться в технологических зазорах, под техническими прокладками.

Возможные последствия

Распространенные последствия коррозионных процессов:

  • расслоение материала;
  • изменение внешнего вида;
  • истощение деталей.

Появление ржавчины может привести к полному разрушению материала.

Методы защиты

Чтобы защитить металлические поверхности от образования коррозии, применяются разные методики. Каждая из них уникальна, имеет определенные особенности.

Нанесение защитного покрытия

Защитные покрытия могут быть двух видов — металлические, неметаллические. Виды неметаллических покрытий:

  1. Химический слой. Чаще это оксидные пленки, которые образуются на поверхности под воздействием пара, воздуха. Один из вариантов оксидирования — погружение деталей в раствор азотной кислоты, нагретой до 140°C.
  2. Лакокрасочные покрытия. Главный недостаток лакокрасочных покрытий — низкая устойчивость к перепадам температуры, механическому повреждению.
  3. Порошковые краски. Наносятся специализированным оборудованием в закрытых покрасочных камерах.
  4. Различные полимерные покрытия.

Читайте также: Как выбрать антикоррозийную грунтовку по металлу?

Полимерные покрытия — лучший вариант из всех предложенных. После нанесения жидкого полимера образуется прочная пленка, устойчивая к перепадам температуры, воздействию химических элементов, повышенному уровню влажности.

Нанесение порошковой краски (Фото: pixabay.com)

Легирование

К составу сплава добавляются разные легирующие добавки, которые изменяют свойства, технические характеристики материала, делают его устойчивым к разрушительному воздействию влаги.

Электрохимический метод

К металлической детали подключается источник тока. На поверхности материала образуется катодная поляризация, а ржавчина начинает разрушаться.

Покрытие металлами

Существуют разные способы покрытия металлом — термическая диффузия, металлизация, погружение в расплавленный металл, контактное осаждение.

Погружение в расплавленный металл

Специальная ванна заполняется расплавленным металлом с высокой устойчивостью к образованию коррозии. В емкость погружается деталь, которую нужно обработать.

Термическая диффузия

Термическую диффузию черных металлов чаще проводят с помощью цинка. Выполняется оно в газовой или паровой среде, при температуре до 850°C. Если обработка проходит в вакуумной среде, температура снижается до 250°C.

Металлизация

С помощью специального оборудование, которое создает мощную воздушную струю, на металлические поверхности наносится тонкий, равномерный слой расплавленного металла.

Контактное осаждение

Детали покрываются раствором солей железа или никеля. В результате обработки образуется прочная тонкая пленка. Контактное осаждение выполняется перед нанесением гальванического покрытия.

Изменение состава окружающей среды

Этот метод защиты применяется реже других. Его малая популярность связан с нестабильностью, рядом сложностей. Метод подходит только для металлоконструкций, которые находятся в закрытом помещении. Внутри можно создать подходящую атмосферу (уровень влажности, температуру), при которой развитие коррозии будет невозможно.

Способы удаления коррозии

Если ржавчина уже появилась, удалить ее можно разными способами — механическим, химическим. Также можно воспользоваться народными средствами.

Ржавый замок (Фото: pixabay.com)

Механическая очистка

Подразумевает использование абразивных инструментов. Поврежденные части будут очищаться путем трения.

Щеткой по металлу

Представляет собой классическую ручную щетку со множеством металлических волокон, которыми происходит зачистка. Подходит для частичного удаления последствий коррозии.

Читайте также: Принципы выбора и эксплуатации щетки по металлу

Наждачной бумагой

Особенности работы с наждачной бумагой:

  1. Бумага с крупными зернами применяется для грубой обработки загрязнений.
  2. Шкурка с мелкими абразивными частицами применяется для финишной обработки.

Чтобы придать материалу естественный металлических блеск, рекомендуется обработать его пастой ГОИ. Единственный недостаток работы с наждачкой без специальных инструментов — большие физические затраты.

Шлифовальной машинкой

Электроинструмент, на рабочей подошве которого закрепляется наждачная бумага. Упрощает чистку металлических поверхностей от разных загрязнений. Виды шлифовальных машинок:

  • ленточные;
  • виброшлифовальные;
  • эксцентриковые.

Виброшлифовальные подходят только для финишной обработки, а ленточные для грубой, поскольку оставляют неровности.

Гриндером

Это станок для обработки разных металлических деталей. Он имеет одну или несколько абразивных полос, который работают по примеру ленточной шлифовальной машинки. Гриндеры используются для заточки инструментов, ножей, стачивания острых граней. Степень очистки зависит от фракции абразивной ленты.

Дрелью

Чтобы удалить ржавчину и загрязнения, необходимо установить специальную насадку, похожую на ручную щетку для металла.

Дрель (Фото: pixabay.com)
Болгаркой с насадкой

Болгарка — электроинструмент, с помощью которого можно не только разрезать металлические детали, но и очищать их от коррозии, других видов загрязнений. Для этого могут использоваться два вида дисков:

  • стандартный зачистной;
  • лепестковый.

Второй вид оснастки подходит для обработки разных материалов.

Пескоструйным аппаратом

Особенности работы с данным видом оборудования:

  1. Собрать пескоструйный аппарат можно самостоятельно. Для этого понадобится компрессор, пустой баллон, соединительные элементы.
  2. Работать с пескоструем можно только в защитной экипировке. Без нее попадающая в легкие пыль может вызывать различные серьезные заболевания.
  3. Можно использовать разные виды абразивных веществ для очистки.

С помощью пескоструйного аппарата можно не только счищать загрязнения, но и изменять текстуру поверхности материала.

Химическая очистка

Такие способы очистки поверхностей менее популярны, поскольку химические вещества могут повредить материал.

Читайте также: Способы обработки металла кислотой

Щавелевой кислотой

Очистка:

  1. Подготовить чистую пластиковую емкость.
  2. Смешать 250 мл теплой воды с 25 г щавелевой кислоты.
  3. Ржавую деталь положить в подготовленную жидкость.
  4. Через 30 минут смыть остатки кислоты чистой водой.
  5. Протереть поверхности сухой тряпкой.
Соляной кислотой

Работать с соляной кислотой нужно очень осторожно. Купить концентрат крайне сложно. В продаже можно найти готовые очищающие средства на основе соляной кислоты, которые уже разбавлены до нужной консистенции. Инструкция по применению находится на оборотной стороне упаковки.

Кислота (Фото: pixabay.com)
Формалином

Приготовление очищающего средства:

  1. Подготовить чистую пластиковую емкость.
  2. Смешать 250 г формалина с 50 г каустической соды, 250 мл воды и 50 мл нашатырного спирта.
  3. Размешать средство.
  4. Добавить еще 1 литр воды.

Очистка:

  1. Поместить деталь в раствор.
  2. Подождать 30 минут.
  3. Смыть остатки рабочего раствора чистой водой.
Молочной кислотой

Приготовление и очистка:

  1. Смешать 100 г вазелинового масла с 50 г молочной кислоты.
  2. Нанести средство на поверхности.
  3. Дождаться, когда средство начнет разъедать ржавчину.
  4. Почистить поверхности металлической щеткой.
  5. Протереть металл сухой тряпкой.

Народными средствами

Для удаления ржавчины можно использоваться не только химические вещества, но и народные средства. Они доступны любому человеку, но ими нельзя удалять серьезные загрязнения.

Кока-колой

Некоторые думают, что кока-колой можно очищать любые загрязнения — накипь из чайников, кастрюль, коррозию, но это мнение только наполовину правдиво. С помощью этого газированного напитка можно удалять ржавчину только на начальных этапах.

Очистка:

  1. Пропитать тряпку кока-колой.
  2. Положить ветошь на ржавое место.
  3. Подождать 3 часа.
  4. Почистить поверхность жесткой щеткой.
  5. Смыть остатки загрязнения водой.
  6. Протереть место загрязнения сухой тряпкой.
Бутылка с колой (Фото: pixabay.com)
Содой

Приготовление чистящего раствора:

  1. Подготовить чистую пластиковую емкость.
  2. Смешать 10 л воды с 400 г соды.
  3. Перемешать компоненты.

Также понадобится металл-донор, аккумулятор, провода.

Очистка:

  1. Погрузить очищаемый предмет в подготовленный раствор.
  2. Подключить к заготовке минусовые провода.
  3. К детали, на которую будет переноситься ржавчина, подключить плюсовой провод.
  4. Подать напряжение.
  5. Начать обработку. Длительность процедуры может достигать 6 часов.
Уксусом

Очистка:

  1. Погрузить очищаемый предмет в емкость, заполненную уксусом.
  2. Оставить на сутки.
  3. Достать деталь и протереть ее поверхности жесткой щеткой.
  4. Смыть остатки грязи водой.
  5. Протереть поверхность сухой тряпкой.
Картофелем

Картофель эффективен в удалении коррозии, поскольку содержит небольшое количество щавелевой кислоты.

Очистка:

  1. Разрезать сырой картофель.
  2. Посыпать внутренние стороны корнеплода содой или солью.
  3. Натереть обрабатываемую деталь.
Картофель (Фото: pixabay.com)
Лимоном или лимонной кислотой

Очистка:

  1. Посыпать солью загрязненные поверхности.
  2. Выжать лимонный сок.
  3. Оставить получившуюся массу на 3 часа.
  4. Обработать поверхности лимонными корками.
  5. Смыть остатки водой.

Рекомендации

Советы:

  1. На защите деталей лучше не экономить, и покрыть их резиновой или полимерной краской.
  2. Перед использованием абразивов нужно попробовать удалить ржавчину щадящими составами.
  3. Сложные коррозионные процессы можно останавливать с помощью агрессивных химикатов, но прежде чем их использовать, нужно изучить свойства состава, характеристики металла, чтобы предотвратить возможные негативные реакции.

Сразу после удаления ржавчины поверхности нужно покрыть защитным составом, чтобы снизить риск повторного распространения коррозии.

Коррозионные процессы могут быстро разрушить любой материал. Порча металлоконструкций в некоторых ситуациях может иметь катастрофические последствия. Изучив способы защиты от образования коррозии, нужно применить один из наиболее подходящих.

Способы защиты металлов от коррозии

Железо и сплавы на его основе подвержены коррозии – разрушению, которое происходит вследствие химического или электрохимического взаимодействия компонентов металлов и сплавов с различными веществами окружающей среды. В результате этих окислительно-восстановительных реакций металлы связываются в оксиды, что приводит к потере их эксплуатационных свойств. Первые проявления разрушительного процесса – образование на поверхности пятен рыжего цвета. Своевременные меры по предотвращению коррозии обеспечивают значительное продление срока службы металлических изделий и конструкций.

Виды коррозии металлов

Коррозионные процессы различаются по характеру разрушения, механизму протекания процесса, типу агрессивной среды, вызывающей коррозию.

Характер разрушения

По этому признаку выделяют следующие типы коррозии:

  • Сплошная – равномерная или неравномерная. Затрагивает равномерно всю поверхность металлоизделия или конструкции.
  • Местная. Поражаются отельные участки поверхности.
  • Питтинг-коррозия (точечная). Поражения – отдельные, глубокие или сквозные.
  • Межкристаллитная. Разрушающиеся области располагаются вдоль границ зерен.

Механизм протекания коррозии

Основные типы коррозии – химическая и электрохимическая. Химические коррозионные процессы протекают в результате химреакций, при которых разрушаются металлические связи, а образуются новые – между атомами металла и окислителя. Химическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов со средами, не проводящими электрический ток. Она может быть жидкостной и газовой.

  • Газовая коррозия протекает в агрессивных газовых и паровых средах при отсутствии сконденсированной влаги на поверхности металлоизделия или металлоконструкции. Она может стать причиной полного разрушения железа и сплавов на его основе. На поверхности алюминия и алюминиевых сплавов в газовых средах образуется защитная пленка, защищающая их от коррозии. Примеры газов, которые становятся причиной возникновения химических коррозионных процессов: кислород, диоксид серы, сероводород.
  • Жидкостная коррозия протекает при контакте металлической поверхности с жидкими неэлектролитами – нефтью и нефтепродуктами. При наличии даже небольшого количества воды этот химический процесс легко превращается в электрохимический.

Электрохимическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов с жидкостями-электролитами вследствие протекания двух взаимосвязанных процессов:

  • анодный – ионы металла переходят в раствор электролита;
  • катодный – электроны, которые образовались на стадии анодного этапа, связываются частицами окислителя.

В зависимости от среды, в которой протекают электрохимические коррозионные процессы, различают следующие типы коррозии:

  • Атмосферная. Самая распространенная. Протекает в условиях атмосферы или другого влажного газа.
  • В растворах электролитов – кислотах, щелочах, солях, обычной воде.
  • Почвенная. Скорость процесса зависит от состава грунта. Наименее агрессивны песчаные почвы, наиболее – кислые почвы.
  • Аэрационная. Ее вызывает неравномерный доступ воздушной среды к разным частям изделий и конструкций.
  • Биологическая. Ее провоцируют микроорганизмы, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают углекислый газ, сероводород и другие газы, вызывающие коррозионные процессы.
  • Электрическая. Возникает из-за блуждающих токов, которые появляются при эксплуатации электротранспорта.

Общий вывод! Коррозионные процессы активнее всего развиваются на поверхностях, удобных для отложения пыли, осадков, плохо обдуваемых воздушными струями. Поэтому они подвержены застою воздуха, накоплению и длительному сохранению на поверхности влаги.

Способы защиты металла от коррозии

На стадии производства стали в ее состав могут вводиться легирующие добавки, которые предотвращают появление очагов всех (или некоторых) видов коррозии. Таким элементом является, хром, которого должно быть не менее 13 % от общего количества всех компонентов. Для предотвращения возникновения и развития коррозии в сталях без легирующих добавок используют следующие методы антикоррозионной защиты – конструктивные, пассивные, активные.

Конструктивные

Заключаются в защите поверхности металла с помощью нетонкослойных покрытий – панелей, резиновых прокладок, заслонов. Эти способы имеют мало преимуществ: их сложно, а иногда невозможно реализовать, материалы для конструктивной защиты стоят дорого и после монтажа занимают много места. Их применяют нечасто и только в местах, где они скрыты от глаз.

Пассивные

На металлическое изделие наносится тонкослойное покрытие, которое выполняет чисто барьерные характеристики, то есть процесс защиты заключается в предотвращении контакта металла с наружной средой. Для пассивного способа защиты используют неметаллические покрытия – грунтовки, лаки, краски, эмали. После высыхания они образуют прочную и твердую пленку, имеющую хорошее сцепление с основанием.

Преимущества пассивного способа: невысокая цена и удобное нанесение покрытий, большой ассортимент составов разных цветов и характеристик, создание надежного барьера между металлом и окружающей средой. Недостатки: невысокая устойчивость к механическим повреждениям, необходимость периодически обновлять барьерный слой.

Активные (электрохимические)

Самый распространенный способ создания активной защиты для стальной поверхности – цинкование (горячее, термодиффузионное, гальваническое, холодное). Первые три технологии осуществимы только в производственных условиях. Чаще всего используется горячее цинкование. Стальной листовой прокат цинкуют на непрерывных линиях. Преимущества такого процесса: возможность получать цинковый слой достаточной толщины, высокие автоматизация и производительность процесса. В бытовых условиях применяют только холодное цинкование – нанесение на стальную поверхность цинкнаполненного материала. Обычно холодное цинкование применяют для локального восстановления цинкового покрытия.

Принцип активного защитного действия цинка заключается в том, что он обладает меньшей скоростью коррозии в данной среде, что позволяет ему обеспечить электрохимическую катодную защиту стальной основы. При нанесении на сталь цинкового покрытия цинк с железом образуют гальваническую пару, в которой цинк является более активным металлом. При контакте с влагой и другими коррозионноопасными средами цинк-анод отдает электроны, которые принимает железо-катод, что позволяет ему сохранять свои технические характеристики. Защитный процесс длится до полного исчезновения цинкового слоя.

Плюсы цинкования – долговечность и возможность добавлять цинковый слой в процессе эксплуатации изделий и конструкций. Минусы – необходимость в тщательной подготовке поверхности, обязательное соблюдении технологических правил, сложность утилизации токсичных отходов.

Почему появляется ржавчина на автомобиле

Любое металлическое изделие, и автомобиль не является исключением, со временем начинает разрушаться. Однако кузов автомобиля покрыт несколькими слоями специальной защиты, которая оберегает стальной кузов от разрушительных воздействий окружающей среды.

Некоторые водители ошибочно полагают, что с этой проблемой можно бороться при помощи каких-то специальных  средств. Чтобы ответить на вопрос о его эффективности, необходимо понимать суть происходящего разрушительного процесса.

Факторы, способствующие коррозии кузова автомобиля

  1. Состав стали. Посильное сопротивление разрушению оказывают металлы, изготовленные с добавлением необходимых примесей, улучшающих их качество, то есть легирующие. Суть их состоит в том, что данный сплав содержит материалы, которые выполняют разные функции. Одни разрушают, другие препятствуют этому процессу. Как показывает водительская практика, такие известные концерны, как Mercedes, BMW, уделяют большое внимание решению этой проблемы.
  2. Окружающая среда. Климатические условия региона использования транспорта вносят свой вклад в этот процесс. В странах с жарким и сухим климатом автомобили служат намного дольше. Сырая погода с постоянными дождями и перепадами температуры окружающей среды оказывает разрушительное действие на металл.
  3. Условия хранения автомобиля. При соприкосновении холодных и теплых воздушных масс образуется конденсат. Когда автомобиль заезжает с холодной улицы в теплый гараж, то происходит точно такой же процесс. На поверхности автомобиля образуются капли воды. Они могут стекать через специальные стоки, оборудованные в порогах крыльев автомобиля. Но как показывает практика использования автомобилей, в подавляющем большинстве случаев, конденсат остается на месте и способствует образованию коррозии.
  4. Качество дорожного покрытия также вносит ощутимый разрушительный вклад. Покраска автомобиля не защищает его от мелких камней и соли, которой засыпают дороги в гололед. Этот набор негативных факторов способствует появлению ржавчины и ее распространению по металлической поверхности автомобиля.

Это естественные причины образования коррозии. Но нередко и сам хозяин автомобиля, посредством тюнинговых приспособлений, нарушает целостность лакокрасочного покрытия автомобиля. В тех местах, где они присоединены к кузову, образуется незащищенный коррозийный очаг.

Как защитить кузов авто от коррозии

Всем владельцам автомобилей надо придерживаться некоторых советов, которые помогут сохранить целостность кузова как можно дольше. Чтобы не смыть микроскопическую пленку, которой покрыт автомобиль, рекомендуют ее мыть холодной водой.

При использовании горячей воды верхний эмалевый или лаковый слой автомобиля нагревается, а нижний, менее прогретый, начинает трескаться, отслаиваться. Это происходит за счет перепада температуры в слоях покрытия. Толщина покрытия не является гарантией защиты от указанного воздействия горячей воды.

Удаление коррозии с кузова

При первых проявлениях коррозии это место необходимо очистить до основания. Применение специальных средств принесет желаемый результат только при строгом соблюдении технологии. Его можно применять только после глубокой очистки (до чистого металла), а затем, по необходимости, нанести грунтовку, шпаклевку и покрыть краской.

Типы коррозии

Компания LIKKOR, являясь одним из лидеров в производстве продуктов для защиты от коррозии, признает, что предлагать высококачественный и эффективный продукт – это только половина дела. Качественное обслуживание клиентов, удовлетворение их запросов на получение технологичного продукта, не менее важно и относится к одним из основных постулатов нашей миссии.

Мы постоянно разрабатываем полезные материалы для клиентов, помогая им бороться с возникновением порчи продукции. Мы рекомендуем нашим клиентам идентифицировать вид ржавчины, которая появляется в процессе производства или доставки. Знание типов коррозии помогает определить причину их возникновения.

Красная ржавчина

Представляет собой гидратированный оксид железа трехвалентный Fe2O3 • h3O или Fe2O3

Она имеет красный цвет и считается наиболее опасным вариантом из всех имеющихся. В отличии от других окислений, при этом типе открываются все новые слои для разрушения, а в его толще образуются гидроксид Fe. Порча может продолжать свой «рост» до полнейшего распада металлоконструкции.

  • Красные «язвы» итог длительного влияния О2 и влаги, смешанных с загрязнениями (солью).
  • Этот тип относится к атмосферным, потому что обычно на металлических деталях и оборудовании, где он появился нет следов разводов;
  • При этом окислении наблюдается равномерное разрушение, затрагивающее всю площадь.
Узнать больше…
Желтая ржавчина

Она также называется оксид-гидроксид железа FeO (OH) h3O

Появляется в среде, где есть влага, но мало кислорода, например, под водой. Вещество, образованное от окисления железа трехвалентного – растворимый оксид, и приводит к желтому ржавлению.

  • Находят в утопленных участках металлических деталей оборудования, где «течет и капает» (сольватированная коррозия).
  • Также образуется от высокого содержания влаги. Например, ее легко увидеть на автомобиле, если машина долго стояла в луже.
Узнать больше…
Коричневая ржавчина

Имеет название оксид Fe2O3

Ржа от оксидов железа трехвалентного при высоком содержании кислорода и небольшой влажности приводит к бурой.

  • Она считается более «сухой», чем упомянутые выше.
  • Порча относится к атмосферным. Считается итогом действия жидкости и кислорода, содержащихся в воздушной смеси, и представляет собой красновато-коричневую корку на верхнем слое металла.
  • Считается локализованным окислением. Оно проявляется в виде неоднородных пятен только в определенных областях и считается последствием загрязнения на поверхности металла, часто возникающего в процессе производства.
Узнать больше…
Черная ржавчина

Имеет название оксид железа четырехвалентный Fe3O4

Ржа от трехвалентных продуктов окисления, при ограниченном доступе воздуха и низкой влажности, приводит к «рождению» черной.

  • Она визуально идентифицируется как тонкая темная пленка, и является результатом нахождения в среде с низким содержанием О2.
  • На участках с ней было что-то, что препятствовало проникновению воздуха.
Узнать больше…
Сочетание видов

Возможно появление множественных форм коррозии: они часто присутствуют на металлоконструкциях одновременно

  • Бурое поражение является итогом действия атмосферных условий.
  • В местах, где присутствует черное, влажная бумага часто плотно прилегает к металлоизделию.
  • Разрушение желтого цвета часто возникает в среде, где есть жидкости.

Хотите избавиться от коррозии? Обратитесь к специалистам LIKKOR. У нас есть ассортимент продукции, которая надежно предотвратит порчу оборудования, конструкций и деталей. Вы сможете предотвратить убытки, сохранить продукцию при хранении и перевозках. Звоните нам для заказа и консультаций.

Узнать больше…

Коррозия — Коррозия и защита от нее

Коррозия – нарушения целостности поверхностного слоя изделия вследствие воздействия внешних факторов. Процесс коррозии может протекать как на металлической, так и не на металлической поверхности (керамике, бетоне, пластмассе, резине и др.).

Что такое коррозия?


Основной причиной возникновения коррозии на металлической поверхности является термодинамическая неустойчивость металла к негативным действиям извне. Механизм коррозии носит гетерогенный характер.

 Коррозионные разрушения происходят в зоне непосредственного контакта, на границе раздела сред.   [stextbox id=’logotip’]Метод оценки пораженных коррозией участков производится по ГОСТу 9.311-87.[/stextbox]

Продуктами коррозии являются химические соединения – оксиды, соли.

 

Негативными факторами, которые разрушают поверхностную целостность, являются

• химические вещества,
• электродный потенциал,
• электрический ток,
• механическое напряжение,
• биологические составляющие.

Коррозия может носить локальный (местный) или сплошной характер разрушения.Процесс разрушения поверхности протекает самопроизвольно.  [stextbox id=’logotip’]Все термины, характеризующие коррозионный процесс, определяются стандартом ГОСТ 5272-68.[/stextbox]

Основным фактором коррозионного разрушения является окислительная реакция – химическое взаимодействие кислорода и металлической поверхности. Многие металлы в результате реакции окисления образуют на своей поверхности окисные соединения (пленки), которые препятствуют проникновению кислорода вглубь (цинк, олово, алюминий). Железо не обладает такой способностью. Кислород, вступая в реакцию с железом, способен беспрепятственно проникать вглубь, образуя неустойчивые соединения и окончательно разрушая изделие.

Коррозия. Причины возникновения

Коррозионный механизм представляет собой систему, состоящую из поверхностного слоя изделия и агрессивной среды воздействия. В основе разрушения лежат химические или электрохимические процессы.

В результате химической коррозии одновременно протекают окислительные и восстановительные реакции. Окислительные процессы связаны с разрушением металлической поверхности, восстановительные реакции определяют результат воздействия агрессивной среды.

Электрохимическое разрушение определяется не только окислительно-восстановительными реакциями, но и напрямую зависит от электродного потенциала взаимодействующих веществ. Процесс протекает в несколько этапов.

Нарушение поверхностной целостности происходит под действием:

• атмосферных осадков,
• газа,
• воды,
• грунта.

Источники электроэнергии могут оказывать негативное воздействие и быть связаны с процессом коррозионного разрушения. Чаше всего они провоцируют возникновение блуждающих токов в земле (грунте). Химические реакции усиливаются действием электрического тока, вызывая массовые повреждения.

Коррозионное разрушение под напряжением происходит в результате одновременного, совместного влияния окружающей среды и механических воздействий (трения, истирания, колебания, контактного соприкосновения и др.).

Коррозия может быть спровоцирована биологическим воздействием. Бактерии, грибки, попадая на металлическую поверхность, размножаются. Чем благоприятнее среда обитания биологической составляющей, тем обширнее площадь коррозии.

Процессы коррозионного разрушения происходят везде, где возможны протекания химических реакций, — в атмосфере, жидкостях, почве.

Последствия коррозионного разрушения

1/6 часть произведенного за год мирового металлопроката используется с целью замены разрушенных коррозией металлоконструкций. Мировая экономика несет убытки, которые в среднем составляют около 10% валового дохода.

В России ежегодные потери металла из-за коррозии составляют до 12% общей массы металлофонда, что соответствует утрате до 30% ежегодно производимого металла. Коррозионные разрушения приводят не только к прямым разрушениям, они вызывают вторичные последствия. К косвенным потерям относятся расходы, связанные с потерей проектных возможностей (мощностей) оборудования, вынужденными простоями из-за аварий, расходы, выделяемые на ликвидацию аварийных случаев.

Проблема коррозии актуальна. Устранение проблемы коррозионного разрушения комплексно решает вопросы, связанные с

• повышением эксплуатационных, технологических характеристик металлоизделий,
• уменьшением материальных затрат на восстановление испорченного металлопроката,
• экономией природных ресурсов,
• охраной окружающей среды.

Коррозия. Способы борьбы 

Коррозия приводит к безвозвратному повреждению металлических изделий, сокращая срок эксплуатации. Чтобы защитить поверхности деталей и конструкций от разрушительного воздействия коррозии, разработаны различные технологии и методики.

1. Защитные покрытия

Изоляция металлической поверхности производится путем нанесения определенного вида покрытия: лака, краски, эмали, масла или металла. Лакокрасочные покрытия, эмали, масла обладают низкими механическими свойствами, поэтому предпочтение отдается металлическим.

Наносимый металл обладает определенной электроотрицательностью. Защита основного металла может производиться двумя способами:
• анодным,
• катодным.

При анодном способе защиты наносимый металл более электроотрицателен, чем покрываемый, поэтому в гальванической паре он будет выступать в роли анода. В случае электрохимической коррозии, разрушение начнется в первую очередь с защитного слоя (покрытие цинком, хромом, кадмием и др.).

Катодный способ защиты подразумевает наличие в качестве покрытия металла, обладающего более положительным электродным потенциалом, чем основной. Если поверхностная целостность защитного покрытия не нарушена, то коррозионный электрохимический процесс не протекает. При повреждении защитного покрытия происходит разрушение как матричной основы, которая является в данном случае анодом, так и наносимого материала (покрытие оловом и др.).

2. Нейтрализация агрессивного влияния окружающей среды

Если из среды воздействия удалить негативные элементы (деполяризаторы), которые вызывают процесс коррозии, или изолировать металлическую поверхность от них, то исчезнет и проблема самопроизвольного разрушения. Так, для удаления кислорода из воды используют специальные добавки или производится кипячение жидкости.

Полностью устранить негативное воздействие окружающей среды (жидкой, газообразной) на металлическую поверхность не возможно из-за разнообразия химического состава, но частично решить проблему можно. Для этого в состав среды вводят специальные вещества (ингибиторы), которые замедляют коррозионные процессы. Ингибиторы нейтрализуют основные деполяризаторы или замедляют скорость реакции.

3. Электрохимический способ защиты

Металлическая поверхность, при данном способе защиты, должна обладать высоким электроотрицательным потенциалом.

При протекторном способе металлическую поверхность, которая подлежит защите, соединяют с металлическими отходами (ломом). При этом металлический лом должен обладать большей электроотрицательностью.

Катодная защита определяется наличием внешнего источника тока. В электролитический раствор (грунтовую воду) помещают металлический лом, который подключают к положительному заряду внешнего источника электроэнергии. Лом становится анодом и в электрической паре, металлический лом – защищаемая поверхность, первый подвергается разрушению.

4. Использование легированных сплавов

Легирование стали – это введение в металлическую основу специальных элементов, которые приводят к изменению физических и химических характеристик изначального материала. Специальные добавки вводятся в расплав, поэтому конечные изменения происходят на кристаллическом уровне. Добавление хрома, никеля и др. к матричной основе позволяет в разы увеличить коррозионную стойкость стали.

5. Шлифование

Во избежание накопления влаги на металлической поверхности и создания очагов коррозионного разрушения, поверхностный слой защищаемого изделия подвергают дополнительной механической обработке, производится операция шлифования.


Коррозия наносит существенный экономический урон. В связи с этим, процесс разрушения досконально изучается, непрерывно совершенствуются методы борьбы с коррозией, совершенствуются способы защиты.

причин коррозии стали и как их избежать — Блог

Сталь

— очень прочный и долговечный строительный материал. Однако его твердые свойства и прочность не могут спасти его от коррозии. Тот факт, что сталь со временем подвергается коррозии, означает значительное снижение ее прочности и долговечности. Если сталь со временем подвергается коррозии, здание или конструкция, в которой она использовалась, потенциально подвергается риску и со временем теряет общую прочность конструкции. Поэтому необходимо удостовериться, что стальные конструкции проверены на наличие признаков коррозии, и о них следует заботиться соответствующим образом.

Что такое коррозия стали?

Инженеры-строители часто определяют коррозию как химическую или электрохимическую реакцию между материалом, обычно металлом, и окружающей средой, которая со временем вызывает ухудшение материала и его свойств.

Для стали, встроенной в бетон, коррозия приводит к образованию оксида, объем которого в 2-4 раза превышает объем исходной стали, и к потере ее оптимальных механических свойств. Коррозия также приводит к отслаиванию и образованию пустот на поверхности арматурной стали, снижая сопротивляемость в результате уменьшения поперечного сечения.

Почему коррозия стали вызывает беспокойство?

В армированном бетоне используется сталь для обеспечения свойств прочности на растяжение, необходимых для конструкционного бетона. Это позволяет избежать разрушения бетонных конструкций, которые подвергаются давлению и напряжению изгиба из-за движения транспорта, ветра, постоянных нагрузок и тепловых циклов.

Однако при коррозии арматуры образование ржавчины приводит к потере сцепления между сталью и бетоном и последующему расслаиванию и расслаиванию.Если это не проверить, целостность конструкции может быть нарушена. Уменьшение площади поперечного сечения стали снижает ее сопротивляемость. Это особенно вредно при работе тросов с высоким пределом упругости в предварительно напряженном бетоне.

Почему сталь ржавеет в бетоне?

Сталь в соединении с бетоном обычно находится в пассивном состоянии, не подвергается коррозии. Однако железобетон часто используется в суровых условиях, где присутствует морская вода или соли против обледенения.Когда хлориды проникают внутрь бетона, они вызывают разрыв пассивного защитного слоя стали, вызывая ее ржавчину и сплющивание.

Карбонизация бетона является еще одной причиной коррозии стали. В этих условиях сталь не остается пассивной и начинается быстрая коррозия. Скорость коррозии из-за покрытия карбонизированного бетона медленнее, чем коррозия, вызванная хлоридами.

Иногда недостаток кислорода вокруг стального стержня приводит к растворению металла, что приводит к свойству жидкости с низким pH.

Как предотвратить коррозию?

Инженеры-строители по всему миру разработали строгие стандарты обеспечения качества, чтобы гарантировать, что используемые материалы имеют хорошее качество. Смешение материалов — еще один способ сделать их прочными и сохранить их прочность в течение максимального периода времени. В обязанности муниципального департамента входит обеспечение того, чтобы строительство строилось в соответствии с установленными стандартами, чтобы обеспечить безопасность зданий для граждан.

Необходимо защитить бетон от повреждения циклами замораживания и оттаивания.Воздух также уменьшает экссудацию и имеет повышенную проницаемость экссудативных водных каналов. Отслаивание бетонной поверхности может ускорить коррозионное повреждение закладных арматурных стержней.

Отличным решением для полного устранения возможности коррозии строительных конструкций является использование полимера, армированного стекловолокном (GFRP), также известного как арматура из стекловолокна. Это альтернативный материал, используемый для стали в строительной отрасли. Качества стеклопластика варьируются от отсутствия коррозии, легкости, длительного срока службы и прочности, чем сама сталь.Tuf-Bar производит арматуру из стеклопластика GFRP в Канаде. Если вы хотите узнать больше о арматуре из стекловолокна, посетите наш веб-сайт или свяжитесь с нами.

Коррозия | Безграничная химия

Коррозия

Коррозия возникает, когда металлы разрушаются в результате химических процессов.

Цели обучения

Обсудите распространенные причины коррозии металлических поверхностей

Ключевые выводы

Ключевые моменты
  • Коррозия — это двухстадийный процесс, для которого требуются три вещи: металлическая поверхность, электролит и кислород.
  • В процессе коррозии атомы металла на уровне поверхности растворяются в водном растворе, оставляя металл с избыточным отрицательным зарядом. Образовавшиеся ионы удаляются подходящим акцептором электронов.
  • Коррозию можно рассматривать как самопроизвольное возвращение металлов в форму их руд в процессе окисления.
  • Проводящие свойства металла позволяют проводить стадии окисления и восстановления в отдельных местах на поверхности металла.
Основные термины
  • коррозия : Эрозия в результате химического воздействия, особенно окисления.

Когда материалы портятся в результате химических процессов, говорят, что материалы подвергаются коррозии. Коррозия обычно обсуждается в отношении металлов, которые подвергаются электрохимической коррозии. Этот вид коррозии представляет собой двухэтапный процесс, для которого требуются три вещи: металлическая поверхность, электролит и кислород. В процессе коррозии атом металла на поверхности растворяется в водном растворе, оставляя металл с избытком отрицательно заряженных ионов.Эти образовавшиеся ионы удаляются подходящим акцептором электронов. Коррозию можно рассматривать как самопроизвольное возвращение металлов в их руды в процессе окисления.

Проводящие свойства металла позволяют процессам окисления и восстановления, происходящим во время коррозии, происходить в отдельных местах на поверхности металла. Проводимость позволяет электронам течь от анодных к катодным областям металла.-[/latex]

Коррозия — неприятность : На этой фотографии железного моста через реку Нанду в Хайнане, Китай, видны следы коррозии.- \rightarrow \text{M} (\text{s})[/latex]

На этом катодном этапе М представляет собой металл.

Насколько тот или иной металл подвержен коррозии, можно определить по его восстановительному потенциалу. Чем выше восстановительный потенциал металла, тем меньше вероятность его окисления.

Коррозия является обычной неприятностью с реальными последствиями. Мы видим его последствия в ржавых автомобильных рамах, прорывах водопроводов и обрушении мостов.

Предотвращение коррозии

Предотвращение коррозии снижает как экономический ущерб, так и ущерб, связанный с безопасностью, связанный с процессом.

Цели обучения

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

Ключевые выводы

Ключевые моменты
    • Для возникновения коррозии необходимы три вещи: электролит, открытая металлическая поверхность и акцептор электронов.
    • Коррозию можно предотвратить, устранив 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 будет окислен, называется расходуемым покрытием.

 

Ключевые термины
  • электролит : Вещество, которое в растворе или в расплавленном состоянии ионизирует и проводит электричество.
  • расходуемое покрытие : металлическое покрытие, которое с большей вероятностью окисляется, чем металл, который оно защищает.
  • гальванизировать : Покрыть тонким слоем металла электрохимическим способом; гальванизировать.

Обзор коррозии

Мы узнали, что для возникновения анодной и катодной коррозии необходимы три вещи: электролит, открытая металлическая поверхность и акцептор электронов. Отсюда следует, что мы можем предотвратить коррозию, устранив одно из этих существенных условий. Самым простым условием для удаления является открытая металлическая поверхность.

Установка физического барьера

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

Жертвенные покрытия

Процесс покрытия металлической поверхности другим металлом, который с большей вероятностью будет окислен, называется расходуемым покрытием. Склонная к коррозии сталь из сплава железа 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 в процессе цинкования предотвращает коррозию сплавов.

Противоположность предыдущему сценарию можно увидеть, когда железо или сплав железа покрывают менее активным металлом, например оловом. Пока оловянное покрытие остается неповрежденным, коррозия невозможна. Однако если оловянное покрытие разрушается, обнажая нижележащий металл, возникает коррозия. Это связано с тем, что открытое железо подвергается окислению и становится анодным. Олово принимает электроны от окисленного железа, и три критерия коррозии выполняются.

Катодная защита

Другим способом защиты от коррозии является придание металлу непрерывного отрицательного электрического заряда.Этот метод называется катодной защитой. Катодная защита повторяет эффекты расходуемого покрытия, но с более активным металлом. Источником отрицательного заряда обычно является внешний источник питания постоянного тока. Катодная защита используется, в том числе, для защиты подземных топливных резервуаров и трубопроводов.

Пассивация

Пассивация — это процесс, при котором на поверхности металла образуется тонкая пленка продуктов коррозии, которая служит барьером против окисления.На формирование пассивирующего слоя влияют рН, температура и химические условия окружающей среды. Статуя Свободы, например, покрыта сине-зеленой патиной, образовавшейся в результате нескольких химических реакций, которая служит для защиты металлической меди под ней.

Анодирование

Анодирование — еще одна обработка поверхности, защищающая от коррозии. Защищаемый металл заливают специальным веществом, а электрохимические условия регулируют таким образом, чтобы в оксидной пленке металла появились однородные поры шириной в несколько нанометров.Эти поры позволяют образовываться оксидной пленке, которая толще пассивирующего слоя. Полученный защитный слой очень твердый и очень эластичный.

Протекторная защита анода

Используя тот же принцип, что и расходуемое пленочное покрытие, расходуемый анод, изготовленный из металла, более активного, чем металл, который вы хотите защитить, можно использовать для предотвращения коррозии погруженных или заглубленных металлических конструкций. Жертвенный анод ржавеет раньше, чем металл, который он защищает. Однако, как только расходуемый анод подвергается коррозии, его необходимо заменить; в противном случае металл, который он защищает, также начнет подвергаться коррозии.

Катодная защита предотвращает коррозию : Гальванический расходуемый анод, прикрепленный к корпусу корабля; здесь жертвенный анод демонстрирует коррозию, а металл, к которому он прикреплен, — нет. Анод, кусок более электрохимически «активного» металла, прикрепляется к уязвимой металлической поверхности, где он подвергается воздействию электролита; потенциал уязвимой поверхности поляризуется, чтобы быть более отрицательным, пока поверхность не станет однородной. На этом этапе устраняется движущая сила коррозионной реакции с защищаемой поверхностью.Гальванический анод продолжает подвергаться коррозии, расходуя материал анода, пока, в конце концов, его не придется заменить, но катодный материал защищен.

Коррозия представляет реальную угрозу целостности личного имущества, а также мостов, дорог и других объектов общественной инфраструктуры. Понимание и реализация стратегий, предотвращающих коррозию, уменьшит как экономический ущерб, так и ущерб, связанный с безопасностью, связанный с процессом.

Типы коррозии и предотвращение — различные типы коррозии

Опубликовано в июне 2017 г.

В предыдущем посте мы обсудили основы коррозии — от фундаментальной химической реакции до типов сред, в которых может возникнуть коррозия.Поскольку коррозия чаще всего возникает в водной среде, теперь мы исследуем различные типы деградации металла, которые могут возникнуть в таких условиях: коррозии. Он также является наиболее безобидным, поскольку степень атаки относительно легко оценить, а результирующее влияние на характеристики материала довольно легко оценить благодаря способности последовательно воспроизводить и тестировать явление.Этот тип коррозии обычно возникает на относительно больших участках поверхности материала.

Точечная коррозия

Точечная коррозия является одним из наиболее разрушительных видов коррозии, поскольку ее трудно предсказать, обнаружить и охарактеризовать. Точечная коррозия представляет собой локализованную форму коррозии, при которой либо локальная анодная точка, либо, чаще, катодная точка образуют небольшую коррозионную ячейку с окружающей нормальной поверхностью. После образования ямы она превращается в «дыру» или «полость», которая принимает одну из множества различных форм.Ямы обычно проникают с поверхности вниз в вертикальном направлении. Питтинговая коррозия может быть вызвана локальным разрывом или повреждением защитной оксидной пленки или защитного покрытия; это также может быть вызвано неоднородностью самой структуры металла. Точечная коррозия опасна тем, что может привести к разрушению конструкции при относительно небольших общих потерях металла.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия также является локализованной формой коррозии и обычно является результатом застойной микросреды, в которой существует разница в концентрации ионов между двумя участками металла.Щелевая коррозия возникает в защищенных зонах, например, под шайбами, головками болтов, прокладками и т. д., где доступ кислорода ограничен. Эти меньшие площади позволяют проникнуть коррозионному агенту, но не обеспечивают достаточной циркуляции внутри, истощая содержание кислорода, что предотвращает повторную пассивацию. По мере образования застойного раствора pH сдвигается от нейтрального. Этот растущий дисбаланс между щелью (микросреда) и внешней поверхностью (объемная среда) способствует более высокой скорости коррозии. Щелевая коррозия часто может возникать при более низких температурах, чем точечная коррозия.Правильная конструкция соединения помогает свести к минимуму щелевую коррозию.

Межкристаллитная коррозия

При исследовании микроструктуры металла выявляются зерна, образующиеся при затвердевании сплава, а также границы зерен между ними. Межкристаллитная коррозия может быть вызвана примесями, присутствующими на этих границах зерен, или истощением или обогащением легирующим элементом на границах зерен. Межкристаллитная коррозия происходит вдоль этих зерен или рядом с ними, серьезно влияя на механические свойства металла, в то время как основная часть металла остается неповрежденной.

Примером межкристаллитной коррозии является осаждение карбида, химическая реакция, которая может происходить, когда металл подвергается воздействию очень высоких температур (например, 800°F — 1650°F) и/или локальным горячим работам, таким как сварка. В нержавеющих сталях во время этих реакций углерод «поглощает» хром, образуя карбиды и вызывая падение уровня хрома, оставшегося в сплаве, ниже 11%, необходимых для поддержания спонтанно формирующегося пассивного оксидного слоя. 304L и 316L представляют собой улучшенный химический состав нержавеющей стали 304 и 316, который содержит меньше углерода и обеспечивает наилучшую коррозионную стойкость к осаждению карбида.

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) является результатом сочетания напряжения растяжения и агрессивной среды, часто при повышенных температурах. Коррозия под напряжением может возникнуть в результате внешнего напряжения, такого как фактические растягивающие нагрузки на металл или расширение/сжатие из-за быстрых изменений температуры. Это также может быть результатом остаточного напряжения, возникающего в процессе производства, например, при холодной штамповке, сварке, механической обработке, шлифовке и т. Д. При коррозии под напряжением большая часть поверхности обычно остается неповрежденной; однако в микроструктуре появляются мелкие трещины, из-за чего коррозию трудно обнаружить.Трещины обычно имеют хрупкий вид, формируются и распространяются в направлении, перпендикулярном местонахождению напряжения. Выбор подходящих материалов для данной среды (включая температуру и управление внешними нагрузками) может снизить вероятность катастрофического отказа из-за SCC.

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия представляет собой разрушение одного металла вблизи стыка или соединения, которое происходит, когда два электрохимически разнородных металла находятся в электрическом контакте в электролитической среде; например, когда медь находится в контакте со сталью в морской среде.Однако даже при выполнении этих трех условий существует множество других факторов, влияющих на вероятность и степень коррозии, например, температура и качество поверхности металлов. Крупные инженерные системы, в конструкции которых используются различные типы металлов, в том числе различные типы крепежа и материалы, подвержены гальванической коррозии, если не соблюдать осторожность на этапе проектирования. Выбор металлов, максимально близких друг к другу в гальваническом ряду, помогает снизить риск гальванической коррозии.

Заключение

В водной среде металлы могут подвергаться не только однородной коррозии, но и различным видам местной коррозии, включая точечную, щелевую, межкристаллитную, стрессовую и гальваническую коррозию. В областях, где коррозия вызывает беспокойство, изделия из нержавеющей стали предлагают ценность и защиту от этих угроз. Благоприятный химический состав нержавеющей стали делает ее устойчивой ко многим распространенным коррозионным веществам, оставаясь при этом значительно более доступным по цене, чем специальные сплавы, такие как титан и сплавы Inconel®.

Нержавеющая сталь представляет собой высоколегированную низкоуглеродистую сталь с высоким (не менее 11%) содержанием хрома. Под воздействием насыщенной кислородом среды хром вступает в реакцию, образуя пассивный оксидный слой на поверхности металла, замедляя дальнейшее окисление и обеспечивая качество самовосстановления, что помогает противостоять равномерной и локальной коррозии. Никель помогает стабилизировать микроструктуру, повышая устойчивость к SCC. Марганец в умеренных количествах и в сочетании с никелем будет выполнять многие функции, присущие никелю, и помогает предотвратить точечную коррозию.Добавление молибдена (дополнительный элемент в нержавеющей стали типа 316, повышающий ее характеристики по сравнению с нержавеющей сталью типа 304) помогает повысить стойкость к точечной и щелевой коррозии. Пониженное содержание углерода, например, в стали 304L и 316L, поможет предотвратить межкристаллитную коррозию. Наконец, азот, хотя и не является основным элементом в составе нержавеющей стали, повышает устойчивость к точечной коррозии. Выбор нержавеющей стали может помочь значительно снизить риск коррозии и обеспечить долгосрочную экономию, избегая затрат, связанных с повторной установкой некачественных продуктов.

По вопросам о различных типах коррозии или о нашем предложении из нержавеющей стали, пожалуйста, обращайтесь к нам.

Механизмы, причины и методы профилактики

Содержание

Введение

Экономические потери

Косвенные убытки

Потери при консервации

Неметаллические материалы

Резюме

 

Механизмы коррозии

Клеточные потенциалы

Типы местных клеточных образований

Диаграммы потенциал–pH

Поляризация

Измерение поляризации

Другие факторы, влияющие на коррозию

Измерение скорости коррозии

 

Формы металлической коррозии

Общая (униформа) Коррозия

Межкристаллитная коррозия

Гальваническая коррозия

Щелевая коррозия

Питтинговая коррозия

Эрозия Коррозия

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)

Биологическая коррозия

Селективное выщелачивание

Водородное повреждение

Атака жидким металлом

Отшелушивание

Коррозионная усталость

Нитевидная коррозия

 

Атмосферная коррозия

Атмосферные типы

Факторы, влияющие на атмосферную коррозию

Механизмы атмосферной коррозии металлов

Продукты коррозии

Конкретные атмосферные коррозионные вещества

Резюме

Стойкость определенных металлов и сплавов к атмосферной коррозии

Атмосферная коррозия неметаллов

 

Коррозия полимерных (пластмассовых) материалов

Радиация

Проникновение

Поглощение

Термопласты (термопластичные полимеры)

Термореактивные полимеры

Экологический крекинг

 

Коррозия накладок

Жидкие покрытия

Листовая подкладка

Эластомерные накладки

 

Коррозия краски

Механизмы защиты

Состав краски

Причины разрушения сцепления и покрытия

Типы коррозии под органическими покрытиями

Стадии коррозии

Подготовка поверхности

Нанесение покрытий

Уход за покрытием

Выбор системы окраски

 

Коррозия металлических покрытий

Ячейка коррозии

Защита управления ЭМП благородными металлами

Анодная контрольная защита благородными металлами

Катодный контроль с помощью расходуемых металлических покрытий

Комбинированная защита управления

Eclipse Molding Framework (EMF) Control Protection

 

Катодная защита

Фон

Теория

Использование с покрытиями

Экономика

 

Ингибиторы коррозии

Оценка ингибитора

Классификация ингибиторов

Ингибирование в кислотном растворе

Ингибирование почти нейтральных растворов

Ингибирование щелочных растворов

Временная защита с ингибиторами

Ингибирование локальной коррозии

 

Процесс проектирования оборудования

Понимание приложения

Выбор строительных материалов

Борьба с коррозией по дизайну

 

Индекс

Коррозия закладных материалов

Коррозия арматурной стали и других закладных металлов является основной причиной износа бетона.При коррозии стали образующаяся ржавчина занимает больший объем, чем сама сталь. Это расширение создает растягивающие напряжения в бетоне, что в конечном итоге может привести к растрескиванию, расслаиванию и отслаиванию.

Сталь подвергается коррозии, поскольку она не является природным материалом. Скорее, железная руда плавится и очищается для производства стали. Производственные этапы, которые превращают железную руду в сталь, добавляют металлу энергии.

Сталь, как и большинство металлов, за исключением золота и платины, термодинамически нестабильна в нормальных атмосферных условиях, высвобождает энергию и возвращается в свое естественное состояние — оксид железа или ржавчину.Этот процесс называется коррозией.

Для возникновения коррозии должны присутствовать следующие элементы:

  • Должно быть по крайней мере два металла (или два места на одном металле) с разными уровнями энергии
  • электролит
  • металлическое соединение

В железобетоне арматурный стержень может иметь множество отдельных участков с разными энергетическими уровнями. Бетон действует как электролит, а металлическое соединение обеспечивается проволочными стяжками, опорами стульев или самой арматурой.

Коррозия представляет собой электрохимический процесс, связанный с потоком зарядов (электронов и ионов). На активных участках стержня, называемых анодами, атомы железа теряют электроны и перемещаются в окружающий бетон в виде ионов двухвалентного железа. Этот процесс называется реакцией полуэлементного окисления, или анодной реакцией, и представляется как: катоды, где они соединяются с водой и кислородом в бетоне.Реакция на катоде называется реакцией восстановления. Обычная реакция восстановления:

2H 2 O + O 2 + 4e → 4OH

катодные участки, где они соединяются с образованием гидроксидов железа или ржавчины:

2Fe 2+ + 4OH → 2Fe(OH)  

Этот первоначальный осажденный гидроксид имеет тенденцию вступать в дальнейшие реакции с кислородом с образованием высших оксидов.Увеличение объема по мере дальнейшего взаимодействия продуктов реакции с растворенным кислородом приводит к внутреннему напряжению в бетоне, которого может быть достаточно, чтобы вызвать растрескивание и отслоение бетонного покрытия.

                           

Коррозию залитых в бетон металлов можно значительно уменьшить, укладывая бетон без трещин с низкой проницаемостью и достаточным бетонным покрытием. Бетон с низкой проницаемостью может быть получен за счет уменьшения соотношения воды и вяжущих материалов в бетоне и использования пуццоланов и шлака.Пуццоланы и шлак также повышают удельное сопротивление бетона, тем самым снижая скорость коррозии даже после ее начала. ACI 318-11, Строительные нормы и правила для конструкционного бетона  устанавливают минимальные требования к бетонному покрытию, которые помогут защитить встроенные металлы от коррозионно-активных материалов. Дополнительные меры по снижению коррозии стальной арматуры в бетоне включают применение антикоррозионных добавок, покрытие арматуры (например, эпоксидной смолой), нанесение герметиков и мембран на поверхность бетона.Герметики и мембраны, если они используются, необходимо периодически наносить повторно.

Бетон и пассивный слой

Хотя сталь имеет естественную склонность к коррозии, щелочная среда бетона (pH от 12 до 13) обеспечивает защиту стали от коррозии. При высоком pH на стали образуется тонкий оксидный слой, препятствующий растворению атомов металла. Эта пассивная пленка на самом деле не останавливает коррозию; снижает скорость коррозии до незначительного уровня. Для стали в бетоне скорость пассивной коррозии обычно равна 0.1 мкм в год. Без пассивной пленки скорость коррозии стали бы как минимум в 1000 раз выше (ACI222 2001).

Благодаря присущей бетону защите, арматурная сталь не подвергается коррозии в большинстве бетонных элементов и конструкций. Однако при разрушении пассивного слоя может возникнуть коррозия. Разрушение пассивного слоя происходит при снижении щелочности бетона или при повышении концентрации хлоридов в бетоне до определенного уровня.

Роль ионов хлора

Воздействие ионов хлора на железобетон является основной причиной преждевременной коррозии стальной арматуры. Проникновение ионов хлора, присутствующих в солях против обледенения и морской воде, в железобетон может вызвать коррозию стали, если кислород и влага также доступны для поддержания реакции. Растворенные в воде хлориды могут проникать сквозь прочный бетон или достигать стали через трещины. Хлорсодержащие примеси также могут вызывать коррозию.

Никакой другой загрязнитель не упоминается в литературе так широко, как причина коррозии металлов в бетоне, чем ионы хлорида. Механизм, с помощью которого хлориды способствуют коррозии, не совсем понятен, но наиболее популярная теория состоит в том, что ионы хлорида проникают через защитную оксидную пленку легче, чем другие ионы, делая сталь уязвимой для коррозии.

Риск коррозии возрастает по мере увеличения содержания хлоридов в бетоне. Когда содержание хлоридов на поверхности стали превышает определенный предел, называемый пороговым значением, возникает коррозия, если также доступны вода и кислород.Исследования Федерального управления автомобильных дорог (FHWA) показали, что пороговое значение в 0,20% общего (кислоторастворимого) хлорида от массы цемента может вызвать коррозию арматурной стали настила моста (Clear 1976). Однако только водорастворимые хлориды способствуют коррозии; некоторые растворимые в кислоте хлориды могут быть связаны внутри агрегатов и, следовательно, не могут способствовать коррозии. Работа в FHWA (Clear 1973) показала, что коэффициент преобразования кислоторастворимых хлоридов в водорастворимые может находиться в диапазоне от 0.от 35 до 0,90, в зависимости от состава и истории бетона. Произвольно было выбрано значение 0,75, в результате чего предел водорастворимых хлоридов составил 0,15 процента от массы цемента.

Хотя хлориды напрямую ответственны за инициирование коррозии, они, по-видимому, играют лишь косвенную роль в скорости коррозии после ее инициирования. Основными факторами, контролирующими скорость, являются наличие кислорода, удельное электрическое сопротивление и относительная влажность бетона, а также pH и температура.

Карбонизация

Карбонизация происходит, когда углекислый газ из воздуха проникает в бетон и реагирует с гидроксидами, такими как гидроксид кальция, с образованием карбонатов. В реакции с гидроксидом кальция образуется карбонат кальция:

  Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O

Эта реакция снижает pH порового раствора до 8,5, при котором пассивная пленка на сталь не стабильна.

Карбонизация обычно является медленным процессом. Было подсчитано, что в высококачественном бетоне карбонизация будет происходить со скоростью до 0,04 дюйма в год. Количество карбонизации значительно увеличивается в бетоне с высоким водоцементным отношением, низким содержанием цемента, коротким периодом отверждения, низкой прочностью и высокопроницаемой или пористой массой.

Карбонизация сильно зависит от относительной влажности бетона. Самые высокие показатели карбонизации возникают, когда относительная влажность поддерживается в пределах от 50 до 75 процентов.Ниже 25 процентов относительной влажности степень карбонизации считается незначительной. При относительной влажности выше 75 процентов влага в порах ограничивает проникновение CO2. Коррозия, вызванная карбонизацией, часто возникает на участках фасадов зданий, которые подвергаются воздействию осадков, затенены от солнечного света и имеют низкое бетонное покрытие поверх арматурной стали.

Карбонизация бетона также снижает количество ионов хлора, необходимых для ускорения коррозии. В новом бетоне с pH от 12 до 13 требуется от 7000 до 8000 частей на миллион хлоридов, чтобы начать коррозию закладной стали.Однако если рН снизить до диапазона от 10 до 11, пороговое значение хлоридов для коррозии будет значительно ниже — на уровне 100 частей на миллион или ниже. Однако, как и ионы хлора, карбонизация разрушает пассивную пленку арматуры, но не влияет на скорость коррозии.

Пример карбонизации фасада здания.

Коррозия разнородных металлов

Когда два разных металла, таких как алюминий и сталь, соприкасаются внутри бетона, может возникнуть коррозия, поскольку каждый металл имеет уникальный электрохимический потенциал.Знакомый тип коррозии разнородных металлов происходит в обычной батарейке для фонарика. Цинковый корпус и угольный стержень представляют собой два металла, а влажная паста действует как электролит. Когда углерод и цинк соединены проводом, течет ток. В железобетоне коррозия разнородных металлов может возникать на балконах, где встроенные алюминиевые перила соприкасаются с арматурной сталью. Ниже приведен список металлов в порядке электрохимической активности:

1. Цинк                     5. Никель                9.Медная

2. Алюминий 6. Олово 10. Бронза

3. Сталь 7. Стенд 11. Недоветная сталь

4. Железо 8. Латунь 12. Золото

Когда металлы находятся в активном электролите, тем меньше активный металл (нижний номер) в ряду корродирует.

Каталожные номера

Комитет ACI 222, Защита металлов в бетоне от коррозии , ACI 222R-01, Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2001 г., 41 страница.

Комитет ACI 318, Требования строительных норм и правил к конструкционному бетону , ACI 318-05, Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган, 2005 г., 443 страницы.

Клир, К.С., и Хэй, Р.Э., «Время до коррозии арматурной стали в бетонной плите, т. 1: Влияние состава смеси и параметров конструкции», FHWA-RD-73-32, Федеральное управление автомобильных дорог, Вашингтон, округ Колумбия, апрель 1973 г., 103 страницы.

Clear K.C., «Время до коррозии арматурной стали в бетонных плитах», Федеральное управление автомобильных дорог, PB 258 446, Vol.3, апрель 1976 г.

PCA, Типы и причины разрушения бетона, Ассоциация портландцемента, Скоки, Иллинойс, 2002 г., 16 страниц.

Что вызывает коррозию стали? | Титус Сталь

Коррозия стали

Один из самых больших недостатков и неотъемлемая опасность использования стали заключается в том, что она подвержена коррозии. Когда сталь подвергается коррозии, она становится более слабой и структурно непрочной.

Что вызывает коррозию стали?

Коррозия стали — это процесс, требующий присутствия воды или влаги и кислорода.Железо (то есть железная руда) в стали окисляется или химически изменяется, вызывая ржавчину. Эта ржавчина не имеет структуры и занимает примерно в шесть раз больше объема исходной стали. Скорость коррозии зависит от количества кислорода и воды, находящихся в контакте со сталью.

Почти все металлы подвержены коррозии. Некоторые, например, чистое железо, быстро подвергаются коррозии. Нержавеющая сталь, которая сочетает в себе железо и другие сплавы, такие как хром, никель и титан, медленнее подвержены коррозии. А некоторые металлы вообще не подвержены коррозии, например палладий, серебро, платина и золото.

Всемирная организация по борьбе с коррозией оценивает глобальные затраты на коррозию примерно в 2,5 триллиона долларов США в год, и большую часть этой суммы — целых 25 % — можно устранить, применяя простые, хорошо изученные методы предотвращения.

Однако предотвращение коррозии следует рассматривать не только как финансовый вопрос, но и как вопрос здоровья и безопасности. Корродированные мосты, здания, корабли и другие металлические конструкции могут стать причиной травм и смерти.

Как создать эффективную систему профилактики

Эффективная система предотвращения начинается на этапе проектирования с правильного понимания условий окружающей среды и свойств металла.Инженеры работают с экспертами-металлургами, чтобы выбрать подходящий металл или сплав для каждой ситуации. Ниже приведены некоторые соображения:

  • Тип металла : лучший тип металла: алюминий, нержавеющая сталь, ENDURA Cr или ENDURA Dual
  • Защитное покрытие : краска для защиты от ржавчины, пластиковые или порошковые покрытия, цинкование и т. д. лучше всего добавляют дополнительный слой защиты
  • Экологические меры : контроль влажности воздуха
  • Ингибиторы коррозии : химические вещества, которые вступают в реакцию с поверхностью металла для подавления электрохимических реакций, ведущих к коррозии
  • Модификация конструкции : модификации, которые необходимо учитывать, включают предотвращение улавливания пыли и воды, мониторинг движения воздуха, предотвращение любых открытых щелей и обеспечение доступа к металлу для регулярного технического обслуживания

Подходит ли износостойкая сталь Titus Steel для вашего проекта?

Для проектов, подверженных сильному износу и ударам, ENDURA Cr с покрытием из карбидов хрома для замедления коррозии является идеальным выбором.В качестве альтернативы, ENDURA Dual представляет собой износостойкую сталь, содержащую карбиды титана, которые сами по себе чрезвычайно устойчивы к коррозии и, как правило, являются более экономичным вариантом.

Titus Steel обеспечивает круглосуточную доставку в Лондон, Сарнию, Барри и Садбери, а также в Норт-Бей. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить все ваши потребности в стали.

Информация о качестве воды. Объяснение основного типа коррозии, часть 2

1 | 2

Во многих домашних системах водоснабжения оцинкованные трубы используются в сочетании с латунными клапанами или другими фитингами.В каждом стыке между разнородными металлами возникает электрический ток, вызывающий коррозию одного из металлов. Скорость, с которой происходит эта реакция, во многом определяется электропроводностью воды и количеством латуни по отношению к цинку. В свою очередь, эта проводимость определяется количеством различных минералов в воде. К счастью, большинство источников воды имеют низкую электропроводность. Таким образом, возникающая коррозия не вызывает больших проблем. Однако при другом водоснабжении этот вид коррозии увеличивает количество железа в воде и приводит к преждевременному выходу из строя трубопроводов и водонагревателей.Гальваническая коррозия приводит к точечной коррозии или глубокому травлению менее благородного* из двух металлов.

Кроме того, этот тип коррозии возникает вблизи точки, где менее благородный металл соединяется с более благородным. Казалось бы, использование одного металла во всей водопроводной системе могло бы предотвратить этот тип коррозии.

Хотя это и помогает, но не гарантирует предотвращения коррозии. Почему? Поскольку на металлической поверхности могут существовать локальные примеси.В цинке, используемом для цинкования стальных труб, могут быть примеси. Опять же, могут быть примеси из-за металлических или неметаллических веществ в самой воде. В любом случае всегда есть вероятность коррозии. Скорость коррозии из-за электролитического воздействия зависит от растворенных в воде минеральных веществ. Чем больше этих твердых веществ, тем больше его способность проводить электрический ток. Отсюда и большая его коррозионная активность.

Свободный кислород

Свободный кислород в воде также может вызывать коррозию.Подобно тому, как металлы, подвергающиеся воздействию воздуха, ржавеют или тускнеют, так и металлы в водопроводной системе могут подвергаться воздействию кислорода, содержащегося в воде. Кислород в воде фактически соединяется с металлом, образуя «оксид». Химическая реакция такая же, как если бы влажный воздух ржавел на незащищенных металлических поверхностях. В воде или во влажном воздухе реакция с кислородом расходует часть присутствующего металла. Коррозия в водных системах из-за растворенного кислорода обычно принимает форму глубокой питтинговой коррозии, а не общего поражения всей поверхности.Конечный результат может выглядеть не так плохо, как при атаке всей поверхности. Но одно маленькое отверстие может сделать компонент водопроводной системы бесполезным.

Повышение температуры влияет на скорость коррозии, поскольку повышение температуры увеличивает скорость реакции электрохимической коррозии. Как правило, повышение температуры приводит к усилению коррозионного действия воды. В бытовом водоснабжении использование больших объемов горячей воды усилило коррозионное действие воды.Даже там, где в трубопроводах холодной воды дома коррозия незначительна или отсутствует, в системе горячего водоснабжения может существовать высокая скорость коррозии. Конечно, коррозия гораздо более вероятна в линиях горячей воды, чем в холодной почти в любой бытовой установке. Исследования показывают, что коррозия стали может увеличиться в три-четыре раза по сравнению с нормальной скоростью, когда температура воды повышается с 60°F до 140°F. При температуре выше 140 ° F скорость может удваиваться с каждым повышением температуры на 20 градусов.