Детали и конструкции, изготовленные из металлов, нуждаются в надежной защите от коррозии для увеличения сроков службы. Коррозия является естественным процессом окисления железа и других материалов под внешними воздействиями. Чтобы исключить или замедлить этот процесс, применяются барьерные защитные составы и прочие решения. Рассмотрим основные методы защиты металлов от коррозии, а также случаи и ситуации, когда их применение показывает лучший результат.
Виды коррозии и причины ее возникновения
Коррозия возникает из-за естественной химической активности металлов. Материал стремится вернуть свое более стабильное состояние и вступает в реакции с окружающей средой. Этот процесс идет постоянно, но скорость зависит от условий. Со временем металл, подверженный коррозии, становится хрупким и ломким. Сама коррозия может быть точечной, очаговой или затрагивающей всю поверхность Основные причины изучены, и каждая из них влияет на долговечность конструкции.
Химическая коррозия. Она связана с прямым воздействием газов или жидкостей. Чаще всего это кислород, пары, углекислый газ, сернистые соединения. Металл окисляется, на поверхности появляются оксиды, которые постепенно разрушают структуру. Такой тип коррозии встречается на воздухе, в промышленных цехах, на складах, в местах с повышенной влажностью.
Электрохимическая коррозия. Возникает в присутствии электролитов. Это могут быть растворенные соли, морская вода, влажная почва. На поверхности металла появляются микрозоны с разным потенциалом. Начинает работать гальваническая пара. Одна зона разрушается быстрее. Этот тип особенно опасен для трубопроводов, стальных конструкций, контактирующих с грунтом и морской водой.
Биологическая коррозия. Этот вид разрушений вызывают микроорганизмы. Бактерии выделяют кислоты, сероводород и другие активные вещества. Они ускоряют деградацию поверхности. Такое воздействие встречается в канализационных системах, на объектах водоочистки, в почве.
Методы защиты
Методы защиты от коррозии бывают разными. Они различаются по принципу действия, стойкости к внешним факторам, срокам службы. Некоторые технологии создают барьер между металлом и средой. Другие изменяют свойства самого материала. Отдельные методы работают на изменение условий эксплуатации. Подход всегда индивидуален. Специалисты учитывают геометрию изделия, его назначение, нагрузку, климат, влажность и стоимость проекта. Для небольших деталей достаточно одной процедуры. Крупные конструкции требуют комбинированных технологий. Важно обеспечить долговечность и минимальные расходы на обслуживание.
Легирование металла
Легирование – это изменение химического состава металла. В сплав добавляют элементы, которые повышают стойкость к коррозии. Чаще всего используют хром, никель, молибден, титан. Каждый компонент влияет по-своему. Хром создает устойчивую защитную пленку. Никель повышает сопротивляемость агрессивным средам. Молибден защищает от точечной коррозии. Технология применяется на этапе производства: металл расплавляют, в расплав добавляют легирующие элементы, состав тщательно контролируют. После охлаждения получается сплав с заданными характеристиками. Самый известный пример – это нержавеющая сталь. Легирование используют, когда нужна долговечность без дополнительных покрытий. Подходит для оборудования в пищевой промышленности, медицине, химической отрасли. Такой металл устойчив к влаге, растворам, температурным колебаниям. Но способ подходит только для изделий, которые можно изготовить сразу из сплава. Уже готовые конструкции легировать нельзя.
Поверхностная металлизация
Металлизация – это нанесение на поверхность тонкого слоя другого металла. Чаще всего применяют цинк, алюминий, никель. Защитный слой работает как барьер. Он отделяет изделие от агрессивной среды. Иногда он играет роль анода, который жертвует собой, предотвращая разрушение основной поверхности. Металлизация подходит, когда изделие уже изготовлено и требует стойкого барьера. Способ особенно удобен для средних и малых конструкций, деталей сложной формы, трубопроводов, элементов инженерных сетей. Применяются следующие методы металлизации.
- Оцинковка. Самый распространенный вариант борьбы с ржавчиной. Цинк наносят горячим способом, гальванически или методом напыления. Горячее цинкование дает прочный и толстый слой. Он выдерживает влажность, воду, мороз. Гальваническое цинкование обеспечивает тонкое, но равномерное покрытие. Метод выбирают для крепежа, труб, металлических конструкций, ограждений.
- Алюминирование. Дает стойкость к высоким температурам. Используется для деталей печей, выхлопных систем, элементов, работающих при нагреве.
- Никелирование и хромирование. Обеспечивают не только защиту, но и декоративный внешний вид. Применяются в приборостроении, машиностроении, производстве фурнитуры.
Защита на основе химических покрытий
К химическим покрытиям для борьбы с ржавчиной относятся краски, лаки, грунты и специальные составы, создающие барьер на поверхности. Они изолируют металл от влаги, соли, кислорода и других активных сред. Выбор покрытия зависит от условий эксплуатации и требований к изделию. Такой способ борьбы с коррозией показывает высокую эффективность и долговечность. Подходит для крупных деталей и поверхностей с большой площадью. Составы легко наносятся, их можно восстанавливать и обновлять по мере износа. Как правило, применяются следующие виды материалов.
- Антикоррозионные краски. Создают плотную пленку. Они блокируют доступ кислорода. Подходят для металлоконструкций, ограждений, оборудования. Используются при покраске фасадов, ангаров, мостов. Удобный и практичный вид защиты.
- Грунты. Улучшают адгезию, обеспечивают лучшее сцепление разных видов краски с металлом. Некоторые грунты содержат цинк, что дополнительно усиливает защиту.
- Лаки и полимерные покрытия. Образуют прочную эластичную оболочку. Она устойчиво переносит ультрафиолет, вибрации, перепады температур. Применяется на трубах, резервуарах, строительных конструкциях.
- Составы комбинированного типа. Сочетают функции защитного грунта и декоративного или функционального покрытия. Защищают и улучшают внешний вид конструкций. Могут использоваться как по очищенной поверхности, так и по ржавчине для борьбы с ее распространением.
Методы изменения среды
Иногда коррозия ускоряется из-за условий, в которых применяется металл. Если изменить среду, скорость разрушения снижается. Это простой и эффективный способ борьбы, но подходит не везде. При таком подходе удается существенно замедлить негативное воздействие или вовсе исключить его. В сочетании с поверхностными методами обработки способ показывает высокую эффективность. Различаются следующие методы изменения среды.
- Снижение влажности. В закрытых помещениях устанавливают вентиляцию и осушители. В контейнерах используют влагопоглотители. Метод подходит для складов, серверных, хранилищ.
- Снижение концентрации солей. Важный этап при эксплуатации оборудования в морской зоне. Технику регулярно промывают пресной водой. На производствах контролируют состав технологических растворов.
- Катодная защита. Метод основан на создании внешнего электрического поля, которое уменьшает потенциал металла. Изделие становится катодом и перестает разъедаться. Это применяют для труб, резервуаров, подземных конструкций.
- Изоляция от агрессивных газов. Воздух очищают фильтрами. Плотность среды уменьшается. Подходит для производственных помещений, где присутствуют пары кислот и щелочей.
Подбор подходящей технологии защиты
Универсального решения нет. Каждый способ борьбы и вид защиты эффективен в своих условиях. Для выбора учитывают конструкцию, среду, нагрузку, требования по обслуживанию. Для небольших конструкций часто достаточно легирования или металлизации. Такие методы обеспечивают устойчивость на долгие годы и не требуют регулярного обновления. Это удобно для деталей, оборудования, элементов инженерных систем. Для больших поверхностей предпочтительнее химические покрытия. Они быстро наносятся, позволяют обработать значительные площади, обеспечивают экономичность и простоту ремонта. Такой способ борьбы с коррозией используют на промышленных сооружениях, стальных каркасах, ограждениях, кровельных системах. Для подземных и морских объектов комбинируют методы. Металлизация и химические покрытия используются вместе. Дополняются изменением среды или катодной защитой. Такой подход повышает срок службы и сокращает расходы на обслуживание.
Выводы и рекомендации
Подбор подходящего метода всегда требует индивидуальности. Но проще всего остаются способы борьбы с коррозией при помощи разных видов защитных покрытий. Если нужно подобрать грунт, лак или другие материалы для обработки металла, в нашем каталоге представлено множество видов покрытий. На сайте можно получить консультацию и подобрать оптимальный вариант материала для своих целей.
