Своевременная защита от коррозии позволяет продлить срок службы металлических изделий и конструкций. 
Виды коррозии
Ученые давно борются с коррозией и выделили несколько основных ее типов:
- Атмосферная. Происходит окисление вследствие контакта с кислородом воздуха и содержащимися в нем водяными парами. Присутствие в воздухе загрязнений в виде химически активных веществ ускоряет ржавление.
- Жидкостная. Проходит в водной среде, соли, содержащиеся в воде, особенно морской, многократно ускоряют окисление.
- Почвенная. Этому виду подвержены изделия и конструкции, находящиеся в грунте. Химический состав грунта, грунтовые воды и токи утечки создают особую среду для развития химических процессов.
Исходя из того, в какой среде будет эксплуатироваться изделие, подбираются подходящие методы защиты от коррозии.
Характерные типы поражения ржавчиной
Различают следующие характерные виды поражения коррозией:
- Поверхность покрыта сплошным ржавым слоем или отдельными кусками.
- На детали возникли небольшие участки ржавчины, проникающей в толщину детали.
- В виде глубоких трещин.
- В сплаве окисляется один из компонентов.
- Глубинное проникновение по всему объему.
- Комбинированные.
По причине возникновения разделяют также:
- Химическую. Химические реакции с активными веществами.
- Электрохимическую. При контакте с электролитическими растворами возникает электрический ток, под действием которого замещаются электроны металлов, и происходит разрушение кристаллической структуры с образованием ржавчины.
Коррозия металла и способы защиты от нее
Ученые и инженеры разработали множество способов защиты металлических конструкций от коррозии.
Защита от коррозии индустриальных и строительных конструкций, различных видов транспорта осуществляется промышленными способами.
Зачастую они достаточно сложные и дорогостоящие. Для защиты металлических изделий в условиях домовладений применяют бытовые методы, более доступные по цене и не связанные со сложными технологиями.
Промышленные
Промышленные методы защиты металлических изделий подразделяются на ряд направлений:
- Пассивация. При выплавке стали в ее состав добавляют легирующие присадки, такие, как Cr, Mo, Nb, Ni. Они способствуют образованию на поверхности детали прочной и химически стойкой пленки окислов, препятствующей доступу агрессивных газов и жидкостей к железу.
- Защитное металлическое покрытие. На поверхность изделия наносят тонкий слой другого металлического элемента — Zn , Al, Co и др. Этот слой защищает железо о т ржавления.
- Электрозащита. Рядом с защищаемой деталью размещают пластины из другого металлического элемента или сплава, так называемые аноды. Токи в электролите текут через эти пластины, а не через деталь. Так защищают подводные детали морского транспорта и буровых платформ.
- Ингибиторы. Специальные вещества, замедляющие или вовсе останавливающие химические реакции.
- Защитное лакокрасочное покрытие.
- Термообработка.
Способы защиты от коррозии, используемые в индустрии, весьма разнообразны. Выбор конкретного метода борьбы с коррозией зависит от условий эксплуатации защищаемой конструкции.
Бытовые
Бытовые методы защиты металлов от коррозии сводятся, как правило, к нанесению защитных лакокрасочных покрытий. Состав их может быть самый разнообразный, включая:
- силиконовые смолы;
- полимерные материалы;
- ингибиторы;
- мелкие металлические опилки.
Отдельной группой стоят преобразователи ржавчины - составы, которые наносят на уже затронутые коррозией конструкции. Они восстанавливают железо из окислов и предотвращают повторную коррозию. Преобразователи делятся на следующие виды:
- Грунты. Наносятся на зачищенную поверхность, обладают высокой адгезией. Содержат в своем составе ингибирующие вещества, позволяют экономить финишную краску.
- Стабилизаторы. Преобразуют оксиды железа в другие вещества.
- Преобразователи оксидов железа в соли.
- Масла и смолы, обволакивающие частички ржавчины и нейтрализующие ее.
При выборе грунта и краски лучше брать их от одного производителя. Так вы избежите проблем совместимости лакокрасочных материалов.
Защитные краски по металлу
По температурному режиму эксплуатации краски делятся на две большие группы:
- обычные, используемые при температурах до 80 °С;
- термостойкие.
По типу связующей основы краски бывают:
- алкидные;
- акриловые;
- эпоксидные.
Лакокрасочные покрытия по металлу имеют следующие достоинства:
- качественная защита поверхности от коррозии;
- легкость нанесения;
- быстрота высыхания;
- много разных цветов;
- долгий срок службы.
Большой популярностью пользуются молотковые эмали, не только защищающие метал, но и создающие эстетичный внешний вид. Для обработки металла распространена также краска-серебрянка. В ее состав добавлена алюминиевая пудра. Защита металла происходит за счет образования тонкой пленки окиси алюминия.
Эпоксидные смеси из двух компонентов отличаются исключительной прочностью покрытия и применяются для узлов, подверженных высоким нагрузкам.
Защита металла в бытовых условиях
Чтобы надежно защитить металлические изделия от коррозии, следует выполнить следующую последовательность действий:
- очистить поверхность от ржавчины и старой краски с помощью проволочной щетки или абразивной бумаги;
- обезжирить поверхность;
- сразу же нанести слой грунта;
- после высыхания грунта нанести два слоя основной краски.
При работе следует использовать средства индивидуальной защиты:
- перчатки;
- респиратор;
- очки или прозрачный щиток.
Способы защиты металлов от коррозии постоянно совершенствуются учеными и инженерами.
Методы противостояния коррозионным процессам
Основные методы, применяемые для противодействия коррозии, приведены ниже:
- повышение способности материалов противостоять окислению за счет изменения его химического состава;
- изоляция защищаемой поверхности от контакта с активными средами;
- снижение активности окружающей изделие среды;
- электрохимические.
Первые две группы способов применяются во время изготовления конструкции, а вторые – во время эксплуатации.
Методы повышения сопротивляемости
В состав сплава добавляют элементы, повышающие его коррозионную устойчивость. Такие стали называют нержавеющими. Они не требуют дополнительных покрытий и отличаются эстетичным внешним видом. В качестве добавок применяют никель, хром, медь, марганец, кобальт в определенных пропорциях.
Стойкость материалов к ржавлению повышают также, удаляя их состава ускоряющие коррозию компоненты, как, например, кислород и серу - из стальных сплавов, а железо – из магниевых и алюминиевых.
Снижение агрессивности внешней среды и электрохимическая защита
С целью подавления процессов окисления во внешнюю среду добавляют особые составы - ингибиторы. Они замедляют химические реакции в десятки и сотни раз. Электрохимические способы сводятся к изменению электрохимического потенциала материала путем пропускания электрического тока. В результате коррозионные процессы сильно замедляются или даже вовсе прекращаются.
Пленочная защита
Защитная пленка препятствует доступу молекул активных веществ к молекулам металла и таким образом предотвращают коррозионные явления. Пленки образуются из лакокрасочных материалов, пластмассы и смолы. Лакокрасочные покрытия недороги и удобны в нанесении. Ими покрывают изделие в несколько слоев. Под краску наносят слой грунта, улучшающего сцепление с поверхностью и позволяющего экономить более дорогую краску. Служат такие покрытия от 5 до 10 лет. В качестве грунта иногда применяют смесь фосфатов марганца и железа.
Защитные покрытия создают также из тонких слоев других металлов: цинка, хрома, никеля. Их наносят гальваническим способом. Покрытие металлом с более высоким электрохимическим потенциалом, чем у основного материала, называется анодным. Оно продолжает защищать основной материал, отвлекая активные окислители на себя, даже в случае частичного разрушения. Покрытия с более низким потенциалом называют катодными. В случае нарушения такого покрытия оно ускоряет коррозию за счет электрохимических процессов. Металлическое покрытие также можно наносить также методом распыления в струе плазмы. Применяется также и совместный прокат нагретых до температуры пластичности листов основного и защищающего металла. Под давлением происходит взаимная диффузия молекул элементов в кристаллические решетки друг друга и образование биметаллического материала. Этот метод называют плакированием.
