Защита металла от коррозии - необходимость или пустяк?

Одной из важнейших научно-технических и экономических проблем в современном мире является коррозия металлов и их защита.

В странах с большим металлофондом развитие технологического прогресса тормозится рядом нерешенных коррозионных проблем.

Огромны экономические потери от коррозии металлов. Например, в США по последним данным ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1% от ВВП (276 млрд. долларов). В Германии этот ущерб составил 2,8%. По оценкам специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4% валового национального продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20% годового производства стали.

Термодинамика процессов коррозии

Коррозией металлов называется самопроизвольное их разрушение из-за химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

Причиной коррозии металлов является их неустойчивость в различных средах под действием внешних условиях.

Процесс электрохимической коррозии включает в себя пять основных этапов:

Образование ионов гидроксила (из кислорода и воды)
Образование раствора гидрата металла
Доокисление гидрата металла
Преобразование гидрата металла в окончательный продукт коррозии

Виды коррозии

По природе разрушения различают следующие виды коррозии:

химическую;
электрохимическую;
биохимическую;
электрокоррозию.

По характеру разрушения коррозия делится на:

сплошную – разрушения охватывают всю поверхность металла;
местную – охватывает отдельные участки поверхности;
точечную (питтинг) – в виде отдельных точек диаметром до 2 мм;
язвенную – в виде язв диаметром от 2 до 50 мм;
пятнами – в виде пятен диаметром более 50 мм и глубиной до 2 мм;
расслаивающую – вызывающую расслоение металлов и вспучивание слоев;
подпленочную – протекающую под защитным покрытием металла;
межкристаллитную – в виде избирательного разрушения границ зерен;
селективную – в виде растворения отдельных компонентов сплава;
щелевую – развивающуюся в щелях и узких зазорах.

Из приведенного, далеко не полного, перечня видно, насколько многообразны коррозионные разрушения и как тесно они взаимосвязаны с другими факторами среды, эксплуатационными условиями и конструктивными исполнениями металлоконструкций.

На практике проблема осложняется еще и тем, что одно сооружение и даже одно изделие может одновременно подвергаться различным видам коррозии.

Квалифицированное решение задач противокоррозионной защиты должно основываться на учете всесторонних обстоятельств: конструкции, среды, окружающих условий, эксплуатационных факторов.

Основные методы противокоррозионной защиты

Все виды противокоррозионной защиты можно разделить на три группы:

1. Изменение свойств металла

Легирование металла;
Термообработка;
Поверхностная обработка.

2. Изменение свойств среды:

Ингибирование среды;
Обескислороживание водной среды;
Осушение воздуха;
Удаление агрессивных реагентов среды.

3. Изменение характера взаимодействия металла и среды на границе раздела:

Нанесение антикоррозионныз покрытий, изолирующих металл от окружающей среды
Катодная защита
Рациональное проектирование (устранение зазоров, щелей, правильный выбор металла для данной среды).

Часто для эффективной защиты от коррозии используют комбинированные способы, сочетающие в себе несколько методов или способов защиты.

Лакокрасочные покрытия

Самым распространенным способом защиты металлоконструкций от коррозии является нанесение лакокрасочных покрытий. Его распространенность объясняется следующими свойствами:

Барьерные свойства покрытия – способность ограничивать доставку к металлу воды, кислорода и других коррозионных объектов;
Адгезионные свойства – «прилипание» лакокрасочного покрытия к металлу не оставляет свободных участков, которые могли бы стать очагами коррозии;
Диэлектрические свойства – уменьшение тока зарядов через металл приводит к уменьшению электрохимической коррозии;
Пасссивирующие свойства – пигменты и ингибиторы в составе красок способны уменьшить активность металлов в коррозионных процессов.

При этом инстремент для нанесения антикора может быть разным: кисти, валики, аппараты воздушного и безвоздушного распыления, аэрозольные баллончики или даже погружение.

Но лакокрасочное покрытие подвержено разрушению. Этот процесс обычно проходит в несколько стадий:

Проникновение воды и кислорода воздуха через пленку покрытия к металлу. Результатом является набухание пленки, ослабление межмолекулярных связей, снижение прочности пленки.
Растворение водой пассивирующих пигментов. Вода, проникая под покрытие, частично растворяет противокоррозионные пигменты, образуя пассивирующий раствор на границе металл-покрытие. При заполнении полостей водой давление в них возрастает настолько, что в отдельных местах пленка начинает разрушаться.
Снижение концентрации пассивирующего раствора, начало коррозионного процесса.
Разрушение покрытия – разрыв или отслоение пленки в месте повреждения.

Часто критическое состояние лакокрасочного покрытия определяется не коррозией металла под его покрытием, а его декоративным видом.

Из описания видно, что, несмотря на явные преимущества лакокрасочных покрытий, они подвержены достаточно сильному разрушению под действием коррозионных факторов. Отличной альтернативой обычным лакокрасочным покрытиям может стать нанесение цинковых покрытий.

Цинковые покрытия

Цинковые антикоррозионные покрытия для металла нашли широкое распространение благодаря высоким защитным свойствам цинка, а также вследствие относительной простоты и невысокой стоимости его нанесения. Цинк наносят на стальную поверхность конструкций, изделий и деталей горячим или холодным способом - цинкованием.

Горячее цинкование – это погружение в расплав цинка деталей и конструкций. Применяется для получения толстых, долговечных покрытий. Размер изделия, которое подвергается обработке, ограничено размером ванны. Максимальная длина позволяет защитить изделия длинной до 30 м.

Но что делать, если требуется защита уже готовых изделий?

Холодное цинкование

Преимущества холодного цинкования заключаются в том, что оборудование для нанесения покрытия максимально компактно, переносного типа и может быть использовано в любом месте на больших и малых конструкциях. Толщину покрытия можно регулировать от 50 до 500 микрометров. Защищаемая поверхность перед нанесением покрытия должна быть очищена путем абразивной чистки.

Цинковые покрытия имеют два важных преимущества:

высокая природная стойкость цинка в атмосферных условиях;
поведение цинка по отношению к поверхности стали. Цинк, находящийся на поверхности изделия, растворяется, защищая при этом основной металл.

В отличие от лакокрасочных покрытий, стоимость которых практически такая же как у холодного цинкования, срок службы защищищаемых цинкованием составляет от 10 до 50 лет, в зависимости от толщины покрытия и условий эксплуатации

Специалисты компании Центр-Цинк помогут подобрать оптимальный для вас состав для холодного цинкования - цинкосодержащую краску и защитную эмаль.

Задать интересующие вопросы вы можете по телефону +7 (343) 351-78-01 или написав письмо на почту info@centr-zinc.ru