Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы защиты от коррозии металлов

Методы защиты от коррозии металлов

Методы защиты от коррозии металлов

Методы защиты от коррозии металлов актуальны. Потому что металл является одним из самых востребованных материалов применяемых в автомобилестроении. И несмотря на то, что в некоторых областях его успешно заменяют, основная проблема, связанная с использованием металлических изделий это коррозия. Виды и методы защиты коррозии металла различаются друг от друга.

Коррозия, разрушение металла в результате электрохимического воздействия. Это растворение во влагосодержащей или воздушной среде электролита или химического воздействия, в результате которого происходит соединение металлов с химическими элементами, находящимися в воздушной или водной среде. Ржавление это коррозия железа и его сплавов, коррозия других металлов сводится к окислению, образованию оксидов. Химическая коррозия возникает в результате воздействия сухих газов и жидкостей, вступающих в химическую реакцию с металлом.

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 style=»color: #800080;»>Метод оценки пораженных коррозией участков производится по ГОСТу 9.311-87 .[/stextbox]

Продуктами коррозии являются химические соединения – оксиды, соли.

коррозия - структура поверхностного слоя

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 style=»color: #800080;»>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: главный враг флота

Переход от деревянного кораблестроения к металлическому дал известные преимущества, но привел к новым проблемам. Морская вода в виде жидкости и аэрозоля является весьма агрессивной средой, способной повреждать и разрушать металлические детали. Со временем корабли покрываются ржавчиной, с которой необходимо бороться. К счастью, существует и активно применяется несколько основных методов профилактики и избавления от коррозии.

Флотские проблемы

На днях в американских СМИ появились любопытные публикации на тему сохранения и восстановления технической готовности кораблей ВМС США. Несмотря на все успехи кораблестроителей, коррозия остается серьезной проблемой, решение которой обходится в значительные суммы.

По данным прессы, в 2014 г. на выполнение работ по удалению ржавчины и обработку конструкций ВМС США потратили порядка 3 млрд долларов – примерно четверть от всех расходов на ремонт боевого и вспомогательного состава флота. Отмечается, что от коррозии страдают все корабли и суда, вне зависимости от их конструкции. Обслуживания требуют как стальные авианосцы водоизмещением в десятки тысяч тонн, так и легкие алюминиевые катера.

Читайте так же:
Маленький плоскошлифовальный станок по металлу

Борьба с коррозией осуществляется несколькими способами и во всех условиях. Часть мер принимается при строительстве или доковом ремонте; другие методики можно использовать при мелком ремонте силами экипажа прямо во время похода.

Тем не менее, несмотря на все усилия экипажей и ремонтников, корабли нередко выглядят не самым лучшим образом. Швы, углы, отверстия и другие элементы конструкции достаточно быстро покрываются характерным коричневым налетом, а его удаление на крупных кораблях превращается в непрерывный процесс. После работ на одном участке приходится переходить к другому, и так без перерывов.

Следует отметить, что от коррозии страдают все флоты мира, в т.ч. и наш. Фактически на любом корабле – особенно после боевой службы – можно найти ржавые детали и характерные следы на краске. Исключение составляют разве что корабли, готовящиеся к праздничным мероприятиям. Их экипажи принимают все меры технического и эстетического характера.

Очевидно, что борьба с ржавчиной составляет существенную часть расходов ВМФ России на обслуживание кораблей. Однако точные цифры такого рода в открытых источниках пока не публиковались. Можно предположить, что доля подобных расходов не слишком отличается от американской практики.

Следует отметить, что от коррозии страдают не только сами корабли. Внешние факторы негативно сказываются на работе и ресурсе корабельных систем, вооружений, палубной авиации и т.д. Во всех случаях необходимо принимать меры по профилактике и борьбе с ржавчиной.

Теория ржавчины

Боевые корабли, как и другие металлические объекты, страдают от коррозии вследствие воздействия внешних факторов. Главным из них является соленая морская вода и ее пары. Также имеются другие факторы, способные приводить к появлению ржавчины, ослаблению и разрушению деталей.

В целом принято разделять три типа коррозии. Более редкой в корабельной практике считается химическая коррозия, обусловленная воздействием на металл некоторых веществ в диэлектрической атмосфере. Более частой является электрохимическая коррозия, при которой металл разрушается под воздействием различных химических веществ и электрических токов разной природы. Последние могут появляться из-за утечек в корабельных сетях (электрическая коррозия) или образовываться за счет взаимодействия металлов и других веществ (электрохимическая).

Очаги ржавчины бывают поверхностными, подповерхностными и межкристаллитными. Повреждения на поверхности видны сразу, а подповерхностные приводят к вспучиванию металла, что тоже упрощает обнаружение. Межкристаллитная коррозия, поражающая грани кристаллов материала, не имеет внешних проявлений и является наиболее опасной.

Читайте так же:
Изогнутый профиль для гипсокартона

На ранних стадиях коррозия приводит к появлению коричневых пятен и неэстетичных потеков. Затем повреждение металла начинает сказываться на прочности конструкции. Если вовремя не принять меры, следует ожидать появление глубоких повреждений или даже сквозных отверстий в металле – в зависимости от его толщины. Нагруженные детали, теряя прочность, могут разрушиться с самыми серьезными последствиями.

Профилактика проблем

Известны и применяются несколько основных способов защиты корабля от ржавчины. Они постоянно совершенствуются, но базовые принципы в целом остаются неизменными.

Радикальное решение проблемы – применение неметаллических материалов или сплавов, слабо подверженных коррозии. Дерево, пластики и композиционные материалы разных видов не ржавеют – хотя и подвержены другим рискам при длительном воздействии соленой воды. Алюминиевые конструкции тоже не защищены от негативного воздействия среды, но являются более стойкими к коррозии в сравнении с основными сортами стали.

При использовании материалов, подверженных коррозии, используются несколько основных методик защиты – как отдельно, так и в различных сочетаниях. Защита может быть механической, химической, электрохимической и электрической, и выполняется при помощи разных средств.

Защита от электрической коррозии осуществляется путем правильного построения электросистем корабля, исключающего утечки на корпус. Также необходимо обеспечить изоляцию корпуса, не допускающую контакт металла с водой. Электрохимическая защита основывается на идее изменения хода реакции при помощи специальных средств. Примером этого является защита при помощи цинка – покрытия или брусков на внешней поверхности стальных деталей. Под воздействием соленой воды цинк разрушается, но сталь остается целой.

Механическая и химическая защита предусматривают нанесение лакокрасочных покрытий или создание оксидных пленок на поверхности металла тем или иным способом. В этом случае предотвращается контакт металла с водой и, как следствие, образование ржавчины.

Активная борьба

Полностью и гарантировано предотвратить образование ржавчины невозможно, и потому регулярно приходится бороться с уже имеющимися повреждениями конструкции. Подобный ремонт может быть как простым, так и достаточно сложным – в зависимости от размеров и глубины поврежденных участков.

При обнаружении очага ржавчины требуется зачистить деталь до неповрежденного металла, а затем обработать защитным составом и нанести штатное лакокрасочное покрытие. Во время похода эти задачи могут решаться при помощи ручного инструмента, а в доках применяется более сложное оборудование.

Следует отметить, что избавление от коррозии является не только непростым, но и недешевым делом. По известным данным, ВМС США для обработки зачищенных поверхностей сейчас применяет двухкомпонентный защитный состав Ameron PSX-700. Галлон такой смеси стоит порядка 250 долл. и его теоретически хватает на 27 кв.м. поверхности. При этом PSX-700 считается не только эффективным, но и одним из самых дешевых средств своего класса.

Читайте так же:
Как собрать снегоход из бензопилы

Военно-морские силы других стран применяют иные покрытия и составы того же назначения с отличающейся стоимостью и иным удельным расходом. Однако принципы ремонта не изменяются: удаление ржавчины, нанесение защиты, покраска.

Борьба без конца

Коррозия и разрушение металлических конструкций является серьезнейшей проблемой, требующей постоянного внимания на всех уровнях. По разным оценкам, ржавчина ежегодно уничтожает в мире эквивалент 10-15 проц. общего годового производства стали, а на борьбу с ней развитым странам приходится тратить до нескольких процентов ВВП.

Вместе с прочими структурами от коррозии страдают военно-морские силы разных стран. На разных стадиях проектирования, строительства и эксплуатации кораблей принимаются все необходимые меры, но полностью исключить повреждение металлических конструкцией не получается. И характерные потеки на поверхности кораблей оказываются далеко не самой большой проблемой.

К сожалению, все существующие меры позволяют лишь сократить вероятность повреждения кораблей от коррозии, а также уменьшить ее негативные последствия – но не полностью исключить. Кардинальное решение проблемы может быть связано с отказом от металлов в кораблестроении, но при нынешнем развитии технологий это попросту невозможно. Поэтому борьба с ржавчиной будет продолжаться.

Коррозия стальной арматуры в железобетонных конструкциях

Для устройства силового каркаса бетонных конструкций используют стальные арматурные стержни с рифленой или гладкой поверхностью. Их основная функция – повысить устойчивость бетона к нагрузкам на сжатие, растяжение, сдвиг. Коррозионное разрушение арматуры значительно снижает прочность всей конструкции.

Факторы, провоцирующие потерю прочности каркаса, – воздействие воды, наличие в воздухе хлора, сероводорода и других серосодержащих газов.

Вода и газы поступают к стальному каркасу через поры в бетонном камне.

Способы защиты стальной арматуры в бетоне от коррозии:

  • Использование рационально составленной бетонной смеси, введение в ее состав ингибиторов, замедляющих коррозионные процессы в стали. Минимальное содержание в бетонной смеси хлоридов и роданидов. Количество хлористого кальция должно быть не более 2% от общей массы вяжущего.
  • Пассивирование поверхности стальных стержней перед сваркой или связыванием арматурного каркаса. Пассивирующие вещества вводят и в состав самой бетонной смеси. Чаще всего это нитрит натрия, применяемый в количестве 2-3% от массы вяжущего.
  • Улучшение плотности бетона, поскольку чем больше в структуре пустот, тем выше вероятность поступления к стальным стержням воды и агрессивных газов.
  • Соблюдение технологических правил укладки силового каркаса в опалубку.
Читайте так же:
Какой посадочный диаметр у болгарки

Во избежание преждевременного разрушения железобетонной конструкции необходимо контролировать ее состояние с помощью технологий неразрушающего контроля, предусмотренных ГОСТом 18105-86.

Андрей Васильев

  • Строитель с 20-летним стажем
  • Эксперт завода «Молодой Ударник»

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Электрохимическая

Для моделирования процесса необходимо рассмотреть железную пластину, покрытую любым электропроводящим покрытием, например, оксидной окалиной, которая образовалась во время высокотемпературной обработки. При погружении пластины в раствор хлорида натрия, обнаруживается, что, если повредить целостность окалины, в этом месте ржавление железа пойдёт значительно быстрее. Электрохимическая коррозия наиболее достоверно объясняет ржавление железа в аэробных условиях.

Теория электрохимической коррозии предполагает наличие дополнительных химических реакций:

Fe → Fe ++ + 2e−, — анодная реакция;

2e− + O + H2O → 2OH− — катодная реакция.

Когда ионы металла растворяются, их заряд уравновешивается ионами хлорида, которые мигрируют в область атаки, притягиваясь образующимися ионами положительного заряда. Хлорид железа растворяется в воде, но это не создаёт препятствий для дальнейшей коррозии, поскольку раствор хлорида железа вследствие гидролиза очень кислый. По мере того, как ионы Fe ++ удаляются из этого места, они сталкиваются с гидроксильными ионами, которые либо присутствуют в воде естественным образом, либо образуются в результате катодной реакции. Результатом является образование и осаждение гидроксида железа Fe (OH)2. Далее, в присутствии растворённого кислорода, он быстро окисляется до оксигидроксида железа FeOOH.

Таким образом, при электрохимической коррозии происходят три реакции, причём в трёх разных местах. Анодная происходит в зонах потери металла, катодная – там, где растворённый в воде кислород может принимать электроны, а сама твёрдая окалина формируется в местах механических повреждений на поверхности изделия.

В последнее время выделяют ещё один вид коррозии – механохимическую, которая происходит в результате динамического взаимодействия контактирующих элементов окружающей среды в условиях высоких контактных давлений.

2 Что представляет собой фреттинг-коррозия?

Подобное явление обычно фиксируется при тесном взаимодействии (плотном контакте) пластмассы или резины с металлом либо двух металлов. Разрушение материалов при этом происходит в месте их контакта из-за возникающего в данной области трения, вызываемого влиянием коррозионной среды. На конструкции в этом случае, как правило, действует относительно высокая нагрузка.

Чаще всего, фреттинг-коррозия поражает движущиеся соприкасающиеся стальные или металлические валы, элементы подшипников, разнообразные болтовые, шлицевые, заклепочные и шпоночные соединения, канаты и тросы (то есть те изделия, которые воспринимают определенные колебательные, вибрационные и вращательные напряжения).

По сути, фреттинг-коррозия образуется из-за влияния активной коррозионной среды в комбинации с износом механического характера.

Что представляет собой фреттинг-коррозия?

Механизм этого процесса следующий:

  • на поверхности контактирующих материалов под влиянием коррозионной среды появляются продукты коррозии (оксидная пленка);
  • указанная пленка разрушается при трении и остается между контактирующими материалами.
Читайте так же:
Как правильно заточить пильную цепь

С течением времени процесс разрушения оксидной пленки становится все более интенсивным, что обычно становится причиной образования контактного разрушения металлов. Фреттинг-коррозия протекает с разной скоростью, которая зависит от типа коррозионной среды, структуры материалов и нагрузок, воздействующих на них, температуры среды. Если на контактирующихся поверхностях появляется белая пленка (наблюдается процесс обесцвечивания металла), речь чаще всего идет именно о фреттинг-процессе.

Что представляет собой фреттинг-коррозия? фото

Нивелировать негативные для металлоконструкций последствия, которые вызывает фреттинг-коррозия, можно следующими способами:

  • Использование смазочных вязких составов. Эта методика работает, если на изделия не действуют чересчур большие нагрузки. Перед нанесением смазки поверхность металлов насыщается фосфатами (малорастворимыми) марганца, цинка или обычного железа. Данный способ защиты от фреттинг-коррозии считается временным. Он остается эффективным до тех пор, пока из-за скольжения защитный состав полностью не удаляется. Смазки, кстати, не используются для предохранения конструкций из высоколегированных сталей.
  • Грамотный выбор материалов для изготовления конструкции. Фреттинг-коррозия образуется крайне редко, если объект сделан из твердых и мягких металлов. Например, стальные поверхности рекомендуется покрывать серебром, кадмием, оловом, свинцом.
  • Использование дополнительных покрытий с особыми свойствами, прокладок, кобальтовых сплавов, материалов с малым показателем коэффициента трения.

Иногда фреттинг-коррозия предупреждается посредством создания поверхностей, контактирующих между собой, с минимальной величиной скольжения. Но такая методика применяется очень редко, ввиду объективной сложности ее реализации.

Так что же делать?

Про антикор сказали, он будет полезен, но только в случае правильного выбора материалов и соблюдения технологии. Также не будет лишним защитить от пескоструя наиболее уязвимые места кузова (напомним, это кромка капота, крыши, задние арки) пленкой. И обязательно оснастить брызговиками передние арки. Также не помешает установка локеров, если их нет. Главное, не ставить их на саморезы!

Что дальше? Откажитесь от механических моек в пользу бесконтактных, но отдавайте предпочтение тем, где персонал соблюдает технологию. Или мойте машину сами на станциях самообслуживания. А еще следите за состоянием ЛКП и не запускайте сколы и глубокие царапины.Если же потребуется кузовной или малярный ремонт, отдавайте машину в руки специалистам, которым доверяете и которые действительно дорожат своей репутацией. В противном случае перекраска каждый год (по весне) может стать реальностью.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector