Защита металлов от коррозии – это комплекс мер, позволяющих продлить срок эксплуатации металлоконструкций и сохранить их изначальные рабочие характеристики. Коррозией называют структурное разрушение металлов под воздействием влаги, химически агрессивных сред и компонентов, находящихся в окружающей среде. Ежегодно более 10% металлоизделий, которые используются в разных отраслях народного хозяйства, становятся непригодными из-за поражения их структуры коррозионными процессами.
В зависимости от механизма, процесс коррозии металлов и их сплавов делят на два основных вида:
- химический - происходит из-за действия на металл газов и активных соединений, не проводящих электрический ток;
- электрохимический– ржавление вызывают кислоты, щелочи, соли и другие вещества, являющиеся электролитами и проводящие ток.
В данной статье мы рассмотрим, какие методы защиты металлов от коррозии являются наиболее эффективными, а также узнаем о всех видах антикоррозионной протекции, способной сохранить структуру металлоизделий от разрушения.
Причины коррозии металлов
Основной причиной развития процессов образования ржавчины является термодинамическая неустойчивость металлов (кроме высоколегированных и благородных), которые эксплуатируются в условиях коррозионных сред. Так поверхность деталей из железа и низколегированной стали на открытом воздухе быстро покрываются ржавчиной. Ее неплотная структура не препятствует проникновению в более глубокие слои металла агрессивных соединений, что способствует быстрому разрушению изделий, не имеющих антикоррозионной защиты.
Интенсивность коррозионных процессов зависит, как от химического состава состава металла, так и особенностей среды, в которой происходят процессы окисления металлов. Поэтому коррозия металлов классифицируется, исходя из:
- природы и условий коррозионной среды – атмосферная, морская, почвенная, биологическая. Также коррозия может быть контактной или развиваться под воздействием блуждающих токов;
- характера поражения – общая и локальная (точечная, щелевая, межкристаллитная, язвенная и пр.).
Выбирая стальной прокат для производства металлоконструкций, следует различать процессы коррозии, указывающие на технологические ошибки или несоответствующее хранение, и естественное формирование окалины. Последняя образуюется в результате горячей прокатке металлического профиля или термообработке металлоизделий.
Виды антикоррозионной протекции
Для защиты металлов от коррозии используют различные технологии – от внесения в состав легирующих добавок до создания специальных покрытий, препятствующих проникновению в структуру агрессивных компонентов.
Легирование
Внесение в химический состав сталей легирующих добавок является одним из самых эффективных способов защиты металлов от коррозии. Такие химические элементы, как Cr, Ni, Al, Si, создают на поверхности стальных изделий плотную, стойкую к проникновению влаги и агрессивных соединений пленку, которая обладает свойством самовосстанавливаться при повреждении. Внесение легирующих добавок способствует повышению стойкости металла к образованию окалины во время термической обработки.
Использование хромоникелевых добавок в составе нержавеющей стали повышают стойкость металлоизделий к электрохимической коррозии и позволяют им работать в сложных эксплуатационных условиях. Кортеновые стали, в составе которых имеется фосфор и медь, обладают высокой атмосферостойкостью и используются в производстве металлоконструкций, не ржавеющих на открытом воздухе.
Защитные покрытия
Если использование нержавеющих сталей является экономически невыгодным, для обеспечения защиты металла от коррозии используются поверхностные покрытия-протекторы. Такие методы антикоррозионной защиты хорошо работают, если металлоизделие эксплуатируется в условиях умеренного воздействия агрессивных сред, и позволяют защитить не только поверхность, но и весь корпус детали. Поверхностную защиту металла можно разделить на несколько категорий:
- создание металлических защитных покрытий – обеспечивают технологии горячего и холодного цинкования, гальванизации, окрашивание алюмоцинком, Al-Si составами и пр.;
- нанесение неметаллических покрытий – неорганических лакокрасочных защитных средств (эмали, соединения фосфора и кремния);
- создание защиты органическими веществами – полимерными порошковыми красками, полиэфирными смолами, пластмассами.
Защитные покрытия на металл могут на носиться в заводских условиях (горячее цинкование, порошково-полимерное окрашивание), или создаваться непосредственно на рабочей площадке по окончанию монтажных работ.
Управление составом коррозионных сред
Одной из самых эффективных инновационных технологий в создании электрохимической защиты металлов от коррозии, является контроль и управление составом рабочей среды. Корректировка состава коррозионных сред достигается путем:
- полное удаление из состава агрессивных компонентов или снижение их концентрации для уменьшения негативного воздействия на металл;
- введение в состав среды ингибиторов, замедляющих протекание коррозионных процессов.
Контроль среды позволяет увеличить продолжительность эксплуатации транспортных трубопроводов и инженерных коммуникаций.
Электрохимическая протекция
Катодная (анодная) защита металлов от коррозии позволяет замедлить образование ржавчины на подводных или подземных объектах, а также сохранить оборудование, контактирующее с кислотами и щелочами. Суть метода состоит в подаче на металлоконструкцию постоянного тока с контролем его электрического потенциала. Высокий результат дает комбинация электрохимической протекции с нанесением на поверхность металлоконструкций защитного покрытия.
