Влияние коррозии на металл и методы его защиты

Коррозия — разрушение металлических материалов под влиянием внешних факторов. Основные проявления: образование оксидных пленок (ржавчины). Процесс начинается при контакте металла с газами или жидкостями, например, конденсатом, осадками, сточными водами. Происходит окисление материала, что ухудшает свойства конструкции и приводит к ее поломке. Скорость коррозии зависит от агрессивности среды, концентрации активных веществ, температуры и наличия электролитов. Поэтому для защиты металла от коррозии используют различные методы обработки.

Типы разрушения металлических материалов

Металлы и их сплавы разрушаются из-за коррозии, вызванной электрохимическими или химическими контактами с окружающей средой. В результате металлы превращаются в оксиды. Процессы коррозии различают по ряду аспектов:

• природа разрушения металла;
• механизмы развития коррозии;
• тип активной среды, инициирующей коррозию.

Существует два основных вида ржавчины: химическая и электрохимическая.

Химическая

Реакции химического характера разрушают межатомные связи в металлах, образуя новые соединения с окислителями. Такое разрушение проявляется вследствие взаимодействия с окружающим миром, особенно при контакте с неэлектропроводящими веществами:

1. Газовая коррозия начинается при контакте с газами (кислород, сероводород) и может приводить к полному разрушению металла, если у него нет оксидной пленки.
2. Жидкостная коррозия возникает при контакте с неэлектролитными жидкостями (нефтью, горючим, маслами и т.д.).

При наличии влаги химическое разрушение быстро превращается в электрохимическое.

Электрохимическая

Коррозия электрохимическая возникает при взаимодействии металлического материала с жидким электролитом. Она включает два процесса: анодный, характеризующийся окислением металлических ионов, и катодный, при котором идет восстановление окислителя за счет электронов, генерируемых на аноде.

Виды коррозии

Поражение коррозией зависит от особенностей разрушения и бывает:

• Сплошной: ржавчина охватывает всю поверхность детали. Распределяется по материалу равномерно или неравномерно.
• Локальной: ржавеют только отдельные зоны металлической поверхности.
• Точечной: ржавчина образуется на небольших участках, но проникает в толщу металла очень глубоко, иногда насквозь.
• Межкристаллической: разрушение металлической структуры происходит по линиям, разделяющим кристаллические зерна.

Методы предотвращения ржавления металлических поверхностей

Технологии защиты от коррозии включают конструктивные, пассивные и активные способы. Применяют:

• Защитные покрытия. Толстослойные (плиты, заслонки) используют редко из-за сложности установки и высокой себестоимости. Их применяют в труднодоступных зонах. Чаще задействуют пассивные покрытия тонким слоем (краски, лаки), формирующие защитный барьер. Преимущества: удобство нанесения, низкая цена, разнообразие материалов. Недостатки: необходимость регулярного обновления, уязвимость к механическим повреждениям.
• Легированные стали. Предотвратить коррозию на металлических материалах можно на стадии изготовления. Для этого в сталь вводят легирующие добавки (медь, хром, ниобий, никель и др.). Эти добавки замедляют развитие коррозии. Сплавы с легирующими элементами устойчивы к ржавлению, берутся для производства нержавеющей стали и других материалов в высокотехнологичных отраслях.
• Электрохимические методы. При нанесении более активного металла (протектора) на защищаемый металл последний становится коррозионно-стойким. Горячее цинкование регулирует толщину слоя и подходит для сложных мелких деталей. Холодное восстанавливает поврежденные слои. При горячем цинковании смесь с деталями нагревают до 500°C. Процесс длится 3 часа. Преимущества: покрытие мелких деталей, экономичный расход цинка. Недостаток: ограничение размеров деталей.

В промышленности существует много способов защиты металлоизделий. Выбор определенного метода зависит от целей и условий использования. «Азимут Цинк» предлагает термодиффузионное цинкование метизов, деталей, крепежа, а также подготовку и нанесение защитных слоев с лакокрасочными материалами и пластификаторами.