Автомобили

Как мы страдаем от ржавчины

Проведение обработки ржавчины перед покраской металла – необходимая составляющая работ по ремонту.

Цель такого воздействия – не только вернуть металлическому изделию привлекательный внешний вид, но и сохранить функциональность, а также продлить срок службы.

О том, чем обработать металл от ржавчины перед его покраской, расскажем в статье.

Виды обработки ржавой металлической поверхности

Выбор метода обработки ржавчины зависит от степени коррозии и вида самого предмета. Также необходимо учитывать, какие средства ухода за металлом доступны к использованию и есть в наличии.

К наиболее распространенным способам обработки относятся:

  1. Химический.
  2. Механический.
  3. Термический. Проводится с применением горелки.

Ржавчина не может быть удалена путем смывания обычной водой. Для этой цели нужна целенаправленная комплексная обработка.

Все самое полезное и важное о способах и методах удаления ржавчины найдете в этом разделе.

Термический

Термический способ используется редко. Применение кислородно-ацетиленовой горелки позволяет хорошо удалять прокатную окалину, но не полностью снимает ржавчину.

Механический

Физическое воздействие на ржавчину призвано удалить ставший рыхлым верхним слой материала. Это можно сделать несколькими способами:

  • вручную (при помощи щетки с металлической щетиной и скребков);
  • с задействованием шлифовальной машинки или специального станка.

Кроме тех средств, которые доступны в домашних условиях, на промышленных предприятиях для обработки ржавчины используются и серьезные устройства с задействованием специального оборудования:

  • дробеструйного;
  • водопескоструйного;
  • пескрструйного.

Лучший результат дает сочетание абразивного и химического воздействия.

Химический

Проводится химическая обработка с помощью средств домашнего изготовления и покупных, готовых к использованию, препаратов. Кроме того, большие металлические поверхности подвергаются также специальным воздействиям, позволяющим сохранить и защитить материал:

  • соединение с органическими добавками, обеспечивающее воронение;
  • цементация – химическая реакция с углеродом;
  • азотирование и т.д.

Проводимая в домашних условиях обработка включает:

  • подготовку материала;
  • воздействие химическим препаратом;
  • смывку.

Вид химического воздействия должен учитывать степень поражения металла.

Как снять налет народными средствами?

Повышение эффективности метода воздействия дает сочетание химической обработки и механического воздействия. Домашние рецепты основаны на применении легко доступных средств, которые могут уже быть в домашнем хозяйстве. Их основное достоинство – дешевизна и доступность.

Как правило, выбор в пользу народных рецептов совершается при незначительной коррозии. Справиться с ней чаще всего не сложно.

Coca-Cola

Применение Coca-Cola в домашнем хозяйстве позволяет проводить чистку различных поверхностей. Один из популярных рецептов – использование напитка для устранения ржавчины.

Для того, чтобы ортофосфорная кислота, находящаяся в напитке, подействовала, можно использовать пропитанную Колой ветошь. Тряпку обильно смачивают в напитке и прикладывают к поверхности, которая нуждается в очистке от коррозии.

Данный рецепт подходит в том случае, когда ржавчина не проникла глубоко в металл, так как концентрация ортофосфорной кислоты в Coca-Cola – невысокая. Время воздействия должно быть не менее нескольких часов, лучше – сутки.

Но при серьезном повреждении металла этот способ неэффективен. По окончанию воздействия Колу смывают водой, а поверхность вытирают насухо. При использовании Колы достаточно в качестве средства защиты использовать только резиновые перчатки. Подробнее о применении Кока-колы против ржавчины читайте здесь.

Кислоты

Хорошо зарекомендовали себя в борьбе с ржавчиной различные кислоты:

Лимонная

Один из самых простых рецептов справиться с ржавчиной – использовать лимонную кислоту.

Средство можно применять двумя способами:

  • нанести губкой обильно на пострадавшие участки металла;
  • пропитать раствором тряпку и приложить к поржавевшим участкам.

Последний из представленных вариантов – более эффективный, но даже такой способ не позволит устранить серьезную коррозию.

Время действия состава – не менее часа. После этого следует провести чистку металла жесткой щеткой, а остатки – смыть. Подробнее о применении лимонной кислоты в борьбе против ржавчины читайте тут.

Уксусная

Уксус также позволяет снять ржавчину при несильных коррозийных процессах. Для воздействия используется неразведенный уксус.

Если поржавевшие предметы имеют небольшой размер, их можно сложить в емкость и просто залить. Для металлических предметов большого размера следует обеспечить контакт зачищенной поверхности с уксусом.

После воздействия уксусной кислотой поверхность дорабатывается механическим оттиранием и смыванием остатков уксуса.

Перед непосредственно покраской металл необходимо загрунтовать. Подробнее о применении уксуса для борьбы с коррозией металла можно узнать из этой статьи.

Щавелевая

Щавелевая кислота – препарат, который выпускается в форме порошка. Это средство дает хороший результат, но требует очень аккуратного применения, так как является ядом. Использование можно проводить только с соблюдением всех необходимых защитных мер.

Порядок использования:

  1. Нанести раствор обильно кистью.
  2. Выдержать 30-40 минут.
  3. Снять ставшую рыхлой ржавчину.
  4. Смыть остатки средства водой.

Щавелевая кислота подходит для запущенных случаев и обработки поверхности большой площади.

Ортофосфорная

Ортофосфорная кислота – часто использующийся компонент готовых преобразователей ржавчины.

Это вещество имеет высокую эффективность и может применяться даже в запущенных случаях.

Для подготовки металла к покраске необходима кислота концентрации 15-20%. Воздействие ортофосфорной кислотой не должно быть длительным – достаточно всего 5 минут. После этого по поверхности можно пройтись щеткой.

Все работы должны проводиться в условиях достаточной вентиляции и с применением средств защиты. Подробнее о применении ортофосфорной кислоты — тут.

Как зачистить специальными составами?

Покупные средства для обработки от коррозии имеют насыщенный состав, содержащий активные вещества в высокой концентрации. Эти препараты помогут в тех случаях, когда имеет место запущенная коррозия с серьезным повреждением металла, охватывающая значительную площадь или повреждена поверхность серьезной техники, например, авто.

Перед применением преобразователя, поверхность необходимо подготовить:

  • устранить загрязнения;
  • счистить рыхлый слой ржавчины;
  • обезжирить поверхность.

Hi-Gear Rust Treatment

Hi-Gear представляет собой преобразователь ржавчины, который справится даже с запущенной коррозией, так как проникает даже в глубокие слои материала. Наносится препарат путем распыления. В результате химической реакции ржавчина устраняется, а на поверхности образуется полимерный защитный состав.

Применение Hi-Gear требует аккуратности, так как состав способен вступать в реакцию не только с продуктами коррозии, но и с лакокрасочным покрытием. После воздействия преобразователя, его обязательно нужно смыть, используя для этого растворители на спирту.

Несмотря на высокую цену за флакон, покупка может считаться выгодной, так как расход у средства очень экономичный. Цена упаковки — около 700 рублей.

Fenom

Феном – преобразователь ржавчины, который часто выбирается автолюбителями. Средство хорошо распределяется на поверхности и создает плотный полимерный слой. Препарат является надежным средством, позволяя предупредить рецидив коррозии в месте обработки в течение многих лет.

Феном выпускается в компактной упаковке черного цвета, представляет собой жидкость белого цвета. Из-за маленького объема средства в одном флаконе, для обработки большой площади металла может понадобиться несколько флаконов.

Плюсы использования:

  • эффективность;
  • доступная цена 1 флакона;
  • создается защитный слой;
  • быстрое и простое применение – нанесение кистью;
  • качественная обработка металла путем комплексного воздействия.

Цена маленького флакона – около 150 рублей.

Kudo KV-70005

Kudo – структурный модификатор, который эффективно справляется с ржавчиной благодаря вхождению кислот. Препарат можно использовать для устранения небольших участков коррозии. Средство расфасовано в небольшие флаконы, удобно наносится кистью, которая идет в комплекте.

Цена за 15 мл — 120 рублей.

Рекомендации

Чтобы обработка ржавчины на металле была максимально продуктивной, необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Процесс коррозии начинается с наиболее уязвимых участков. Предотвратить его распространение возможно зачисткой и созданием защитного покрытия.
  2. При проведении работ по устранению ржавчины должны использоваться индивидуальные средства защиты.
  3. Работая с покупными средствами, преобразователями ржавчины, необходимо предварительно изучить инструкцию к выбранному препарату, и четко ее соблюдать.
  4. Даже дорогие преобразователи ржавчины не способны восстановить металл, если он имеет очень значительные повреждения, например, сквозную коррозию.
  5. Профилактика образования ржавчины поможет поддерживать металлические изделия в хорошем состоянии.
  6. Самая надежная защита металла – его оцинковка. Применение средств с цинком позволяет предотвратить появление коррозии.

Видео по теме статьи

Как избавиться от ржавчины на металле, расскажет видео:

Заключение

Подготовка поржавевшей поверхности к покраске – необходимое условие, которое позволит покрытию хорошо держаться. Для этого необходим комплексный подход, и полное устранение коррозии.

Мы — продавцы металлопроката — как никто сталкивается с этим наваждением — ржавиной. И мы точно знаем вред от коррозии. В этой статье мы скажем несколько слов об этой проблеме, ее проявлениях, ее масштабах.

Ущерб, ущерб.

Все видели эти оранжево-бурые или желтоватые пятна ржавчины на металлических деталях. Экономический ущерб от коррозии металлов огромен. В США и Германии подсчитанный ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют примерно 3 % ВВП. При этом потери металла, в том числе из-за выхода из строя конструкций, изделий, оборудования, составляют до 20 % от общего объема производства стали в год. По России точные данные о потерях от коррозии не подсчитаны.

Доподлинно известно, что именно проржавевшие металлоконструкции стали причиной обрушения нескольких мостов в Соединенных Штатах, в том числе с многочисленными человеческими жертвами. Крайне неприятен и экологический вред: утечка газа, нефти при разрушении трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды.

Виды коррозии и ее причины

Перед тем как говорить о ржавчине на железе, кратко рассмотрим другие ее типы.

Коррозии подвержены не только металлы, но и неметаллические изделия. В этом случае коррозию еще называют «старением». Старению подвержены пластмассы, резины и другие вещества. Для бетона и железобетона существует термин "усталость". Происходит их разрушение или ухудшение эксплуатационных характеристик из-за химического и физического воздействия окружающей среды. Корродируют и металлические сплавы — медь, алюминий, цинк: в процессе их коррозии на поверхности изделий образуется оксидная пленка, плотно прилегающая к поверхности, что значительно замедляет дальнейшее разрушение металла (а патина на меди еще и придает ей особый шарм). Драгоценные металлы являются таковыми не только из-за своей красоты, ценимой ювелирами, но и за счет стойкости к коррозии. Золото и серебро до сих пор используется для покрытия особо чувствительных электронных контактов а платина применяется в космической отрасли.

Корродировать металл может в некоторых участках поверхности (местная коррозия), охватить всю поверхность (равномерная коррозия), или же разрушать металл по границам зерен (межкристаллитная коррозия). Коррозия заметно ускоряется с повышением температуры.

Типы ржавчины

В большей степени коррозии подвержено железо. С точки зрения химии ржавчина — это окислительный процесс (как и горение). Элементы возникающие при окислении в кислородной среде называются Оксиды. Можно выделить 4 основных типа.

1. Желтая ржавчина — химическая формула FeO(OH)H2O (оксид железа двухвалетный). Возникает во влажной, недонасыщенной кислородом среде. Часто встречается под водой. В природе существует в виде минерала вюстита, при этом являясь монооксидом (те содержит 1 атом кислорода).

2. Коричневая ржавчина — Fe2O3 (двойной оксид железа): растет без воды и встречается редко.

3. Черная ржавчина — Fe3O4 (оксид железа четырех валентый). Образуется при малом содержании кислорода и без воды поэтому стабильна и распространяется очень медленно. Этот оксид является ферромагнетиком (при определенных условиях обладает намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля), поэтому потенциально применим для создания сверх-проводников.

4. Красная ржавчина — химическая формула Fe2O3•H2O (оксид железа трехвалентный). Возникает под воздействием кислорода и воды, самый частый тип, процесс протекает равномерно и затрагивает всю поверхность. В отличии от всех вышеперечисленных не столь опасных для железа видов окисления этот в своей толще образует гидроксид железа, который, начиная отслаиваться, открывает для разрушения все новые слои металла. Реакция может продолжатся до полного разрушения конструкции. Применяется при выплавке чугуна и как краситель в пищевой промышленности. Встречается в природе в естественном виде под названием гематид.

Несколько видов ржавления могут протекать одновременно, не особо мешая друг другу.

Химическая и электрохимическая коррозия

Железо ржавеет, если в нем есть добавки и примеси (например, углерод) и при этом контактирует с водой и кислородом. Если же в воде растворена соль (хлорида натрия и калия), реакция становится электрохимической и процесс ржавления ускоряется. Массовое применение этих солей как в бытовой химии так и для борьбы с льдом и снегом делают электрохимическую коррозию очень распространенным и опасным явлением: потери в США от использования солей в зимний период составляют 2,5 млрд. долларов. При одновременном воздействии воды и кислорода образуется гидроксид железа, который, в отличие от оксида, отслаивается от металла и никак его не защищает. Реакция продолжается либо до полного разрушения железа, либо пока в системе не закончится вода или кислород.

Электрохимическую коррозию могут вызывать блуждающие токи, возникающие при утечке из электрической цепи части тока в водные растворы или в почву и оттуда — в конструкции из металла. В тех местах, где блуждающие токи выходят из металлоконструкций обратно в воду или в почву, происходит разрушение металлов. Особенно часто блуждающие токи возникают в местах движения наземного электротранспорта (например, трамваев и ж/д локомотивов на электрической тяге). Всего за год блуждающие токи силой в 1А способны растворить железа — 9,1 кг, цинка — 10,7 кг, свинца — 33,4 кг.

Во второй части статьи мы расскажем, как вы можете защитить свои металлоконструкции от этой напасти или победить ее, если она уже атакует.

По статистике, потери от ржавчины (коррозии) составляют до 12% от всего производимого металла. Условия эксплуатации металлических изделий и конструкций постоянно ужесточаются, в том числе и из-за загрязнения атмосферы. Так, выбросы оксидов серы или азота приводят к образованию микрокапель серной или азотной кислот, при этом скорость образования ржавчины увеличивается в несколько раз.

Ржавчина — химические основы процесса

Железо – химически активный металл, который в присутствии воды и кислорода легко окисляется, образуя несколько соединений – оксидов, гидроксидов и их гидратов. Как ни странно, но точной формулы ржавчины не существует: в зависимости от условий окружающей среды продукт окисления железа имеет переменный состав: nFe(OH)3*mFe(OH)2*pH2O. Поражение ржавчиной происходит по всей поверхности металла, но наиболее уязвимыми местами являются сварные швы, внутренние углы конструкций, отверстия для резьбовых соединений. По своей структуре ржавчина очень рыхлая, сцепление с металлом практически отсутствует. Из-за высокой пористости слой ржавчины легко задерживает атмосферную влагу, создавая благоприятные условия для дальнейшего разрушения металла.

Опасность процесса в том, что визуально оценить степень поражения металлической конструкции не представляется возможным: под красно-бурым слоем ржавчины металл может быть полностью разрушен. Если своевременно не принять меры, результат может оказаться плачевным, вплоть до полного разрушения изделия. Одно дело, если это – ржавый гвоздь в стене дачного домика, и совсем другое – если ржавчина поразила опору ЛЭП или корпус морского судна.

Способы удаления ржавчины

Народная мудрость гласит, что любую проблему проще предотвратить, чем потом прикладывать героические усилия для устранения ее последствий. Ржавчина – не исключение. За последние 20-30 лет химики и физики предложили немало способов предотвращения коррозии – от защитных покрытий до сложных инженерных сооружений – станций электрохимической защиты.

Если ржавчина все-таки появилась – это не повод опускать руки: есть немало эффективных способов ее удаления, и чем раньше предприняты активные меры, тем большим будет эффект от их применения. Итак, обо всем по порядку.

Механическое удаление ржавчины

Продукты коррозии обладают малой адгезией и поэтому легко удаляются с поверхности металла при механическом воздействии – например, при обработке металлической щеткой. Снять ржавый налет с крупных изделий можно с помощью шлифовального станка, соблюдая при этом простое правило: начинать нужно с крупного зерна, а для финишной обработки использовать самое мелкое. Участки металла, с которых удалена ржавчина, оказываются совершенно беззащитными перед атмосферным воздействием. Если их не обработать антикоррозионными составами, предотвращающими контакт с водой и кислородом, процесс ржавления только ускорится.

Химические способы удаления ржавчины

Зная природу и химический состав ржавчины, логично предположить, что удалить ее можно с помощью кислот. Из школьного курса химии известно, что оксиды и гидроксиды металлов легко взаимодействуют с кислотами, при этом образуются соли железа и соответствующей кислоты, и вода.

Например, при действии соляной кислоты происходят следующие реакции:

  • 2Fe (OH)3 + 6HCL → 2FeCl3 + 6H2O
  • Fe (OH)2 + 2HCL → FeCl2 +2H2O

Образующийся хлорид железа – водорастворимая соль, которую необходимо удалить с поверхности обрабатываемого изделия простым ополаскиванием в воде, а затем насухо вытереть поверхность. Не надо ждать, пока ржавчина начнет образовываться снова, очищенные участки следует обработать защитными составами.

При обработке кислотами существует опасность растворения металла, поскольку железо в электрохимическом ряду напряжений стоит до водорода, оно активно реагирует со многими разбавленными кислотами:

По этой причине прежде, чем заняться химическими экспериментами в домашних условиях, необходимо почитать соответствующую литературу. Устранить побочный эффект поможет ингибитор коррозии – уротропин, при добавлении всего 1-2 г на литр раствора соляной кислоты реакция с железом не протекает.

Преобразователи ржавчины

Жидкие составы на основе ортофосфорной кислоты являются отличным способом предотвратить дальнейшее образование ржавчины на поверхности стальных и железных изделий. При таком способе обработки предварительно удаляются лишь те участки ржавчины, которые слабо держатся на основе. Образующийся в процессе реакции ортофосфат железа создает прочную защитную пленку, через которую не проникает влага и кислород, благодаря чему предотвращается дальнейшая коррозия металла. Для ускорения процесса высыхания на литр 25%-ого раствора ортофосфорной кислоты можно добавить 30-40 мл изобутилового спирта или 15 граммов винной кислоты.

Современное оборудование для удаления ржавчины

Механические способы очистки поверхности от ржавчины с помощью подручных средств применимы далеко не всегда, если изделие имеет сложную форму, то обработать все участки не представляется возможным. Химические способы тоже имеют свои недостатки, при несоблюдении элементарных правил техники безопасности можно получить химический ожог или отравление. Определенную проблему представляет и утилизация отработанных растворов.

Оптимальным способом удаления ржавчины, особенно с поверхности изделий сложной геометрической формы, является мягкий бластинг. Суть метода состоит в следующем, на металлическое изделие направляется струя сжатого воздуха, содержащая особые абразивные гранулы. Меняя давление, можно регулировать глубину слоя, снимаемого с поверхности – таким образом удаляется только слой ржавчины или окалины, а металл остается нетронутым. Гранулы ARMEX, используемые в аппарате для мягкого бластинга Nordblast NB 28-2, состоят из мельчайших частиц соды и мела. Попадая под большим давлением на поверхность, они легко удаляют не только ржавчину, но и лакокрасочные материалы.

Отличительной особенностью метода является абсолютная экологическая безопасность: применяемые компоненты химически инертны. Многочисленные исследования доказали, что на поверхности металла практически не образуются царапины и иные микроскопические дефекты, которые последствии могут стать центрами повторного образования ржавчины. Щелочная природа гранул способствует образованию пассивной пленки на изделиях из железа или стали, предохраняя основной объем металла от коррозионного разрушения.

Наилучшие результаты применения аппарата мягкого бластинга Nordblast NB 28-2 получены при обработке деталей машин или яхт. Процесс чистки от ржавчины зависит от степени коррозии, обычно на полную обработку автомобиля уходит 1 день, яхты – 2 дня.

Чем раньше обнаружена проблема, тем проще бороться с ржавчиной. Какой способ наиболее предпочтителен – каждый решает самостоятельно, но не стоит пользоваться дедовскими методами, если есть оборудование, удаляющее ржавчину со 100%-ой эффективностью!

Ржавчина — является общим термином для определения оксидов железа. В разговорной речи это слово применяется к красным оксидам, образующимся в ходе реакции железа с кислородом в присутствии воды или влажного воздуха. Есть и другие формы ржавчины, например, продукт, образующийся в ходе реакции железа с хлором при отсутствии кислорода. Такое вещество образуется, в частности, в арматуре, используемой в подводных бетонных столбах, и называют его зелёной ржавчиной. Несколько видов коррозии различимы зрительно или с помощью спектроскопии, они образуются при разных внешних условиях. Ржавчина состоит из гидратированного оксида железа (III) Fe2O3·nH2O и метагидроксида железа (FeO(OH), Fe(OH)3). При наличии кислорода, воды и достаточного времени любая масса железа в конечном итоге преобразуется полностью в ржавчину и разрушается. Поверхность ржавчины не создаёт защиту для нижележащего железа, в отличие от образования патины на медной поверхности.

Ржавчиной, как правило, называют продукт коррозии только железа и его сплавов, таких как сталь. Многие другие металлы тоже подвергаются коррозии, но именно оксиды железа обычно называют ржавчиной.

Содержание

  • 1 Химические реакции
  • 1.1 Причины ржавления
  • 1.2 Происходящие реакции
  • 2 Предотвращение ржавления
    • 2.1 Гальванизация
    • 2.2 Катодная защита
    • 2.3 Лакокрасочные и другие защитные покрытия
    • 2.4 Покрытие слоем металла
    • 2.5 Воронение
    • 2.6 Снижение влажности
    • 2.7 Ингибиторы
    • 3 Экономический эффект
    • Химические реакции

      Причины ржавления

      Если железо, содержащее какие-либо добавки и примеси (например, углерод), находится в контакте с водой, кислородом или другим сильным окислителем и/или кислотой, то оно начинает ржаветь. Если при этом присутствует соль, например, имеется контакт с солёной водой, коррозия происходит быстрее в результате электрохимических реакций. Чистое железо относительно устойчиво к воздействию чистой воды и сухого кислорода. Как и у других металлов, например, у алюминия, плотно приставшее оксидное покрытие на железе (слой пассивации) защищает основную массу железа от дальнейшего окисления. Превращение же пассивирующего слоя оксида железа в ржавчину является результатом комбинированного действия двух реагентов, как правило, кислорода и воды. Другими разрушающими факторами являются диоксид серы и углекислый газ в воде. В этих агрессивных условиях образуются различные виды гидроксида железа. В отличие от оксидов железа, гидроксиды не защищают основную массу металла. Поскольку гидроксид формируется и отслаивается от поверхности, воздействию подвергается следующий слой железа, и процесс коррозии продолжается до тех пор, пока всё железо не будет уничтожено, или в системе закончится весь кислород, вода, диоксид углерода или диоксид серы.

      Происходящие реакции

      Ржавление железа — это электрохимический процесс, который начинается с переноса электронов от железа к кислороду. Скорость коррозии зависит от количества имеющейся воды, и ускоряется электролитами, о чём свидетельствуют последствия применения дорожной соли на коррозию автомобилей. Ключевой реакцией является восстановление кислорода:

      Поскольку при этом образуются гидроксид-анионы, этот процесс сильно зависит от присутствия кислоты. Действительно, коррозия большинства металлов кислородом ускоряется при понижении pH. Обеспечение электронов для вышеприведённой реакции происходит при окисления железа, которое может быть описано следующим образом:

      Следующая окислительно-восстановительная реакция происходит в присутствии воды и имеет решающее значение для формирования ржавчины:

      4 Fe 2+ + O2 → 4 Fe 3+ + 2 O 2−

      Кроме того, следующие многоступенчатые кислотно-щелочные реакции влияют на ход формирования ржавчины:

      Fe 2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H + Fe 3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H +

      что приводит к следующим реакциям поддержания баланса дегидратации:

      Из приведённых выше уравнений видно, что формирование продуктов коррозии обусловлено наличием воды и кислорода. С ограничением растворённого кислорода на передний план выдвигаются железо (II)-содержащие материалы, в том числе FeO и чёрный магнит (Fe3O4). Высокая концентрация кислорода благоприятна для материалов с трёхвалентным железом, с номинальной формулой Fe(OH)3-xOx/2. Характер коррозии меняется со временем, отражая медленные скорости реакций твёрдых тел.

      Кроме того, эти сложные процессы зависят от присутствия других ионов, таких как Ca 2+ , которые служат в качестве электролита, и таким образом, ускоряют образование ржавчины, или в сочетании с гидроксидами и оксидами железа образуют различные осадки вида Ca-Fe-O-OH.

      Более того, цвет ржавчины можно использовать для проверки наличия ионов Fe2+, которые меняют цвет ржавчины с жёлтого на синий.

      Предотвращение ржавления

      Ржавчина является проницаемой для воздуха и воды, поэтому внутрилежащее железо продолжает разъедаться. Предотвращение ржавчины, следовательно, требует покрытия, которое исключает образование ржавчины. На поверхности нержавеющей стали образуется пассивирующий слой оксида хрома (III). Подобное проявление пассивации происходит с магнием, титаном, цинком, оксидом цинка, алюминием, полианилином и другими электропроводящими полимерами.

      Гальванизация

      Хорошим подходом к предотвращению ржавчины является метод гальванизации, который обычно заключается в нанесении на защищаемый объект слоя цинка либо методом горячего цинкования, либо методом гальванотехники. Цинк традиционно используется, потому что он достаточно дёшев, обладает хорошей адгезией к стали и обеспечивает катодную защиту на стальную поверхность в случае повреждения цинкового слоя. В более агрессивных средах (таких, как солёная вода), предпочтительнее кадмий. Гальванизация часто не попадает на швы, отверстия и стыки, через которые наносилось покрытие. В этих случаях покрытие обеспечивает катодную защиту металла, где оно выступает в роли гальванического анода, на который прежде всего и воздействует коррозия. В более современные покрытия добавляют алюминий, новый материал называется цинк-алюм. Алюминий в покрытии мигрирует, покрывая царапины и, таким образом, обеспечивая более длительную защиту. Этот метод основан на применении оксидов алюминия и цинка, защищающих царапины на поверхности, в отличие от процесса оксидизации, как в случае применения гальванического анода. В некоторых случаях при очень агрессивных средах или длительных сроках эксплуатации применяются одновременно и гальванизация цинком, и другие защитные покрытия, чтобы обеспечить надёжную защиту от коррозии.

      Катодная защита

      Катодная защита является методом, используемым для предотвращения коррозии в скрытых под землёй или под водой структурах путём подачи электрического заряда, который подавляет электрохимические реакции. Если её правильно применять, коррозия может быть остановлена полностью. В своей простейшей форме это достигается путём соединения защищаемого объекта с протекторным анодом, в результате чего на поверхности железа или стали происходит только катодный процесс. Протекторный анод должен быть сделан из металла с более отрицательным электродным потенциалом, чем железо или сталь, обычно это цинк, алюминий или магний.

      Лакокрасочные и другие защитные покрытия

      От ржавчины можно предохранять с помощью лакокрасочных и других защитных покрытий, которые изолируют железо из окружающей среды. Большие поверхности, поделённые на секции, как например, корпуса судов и современных автомобилей, часто покрывают продуктами на основе воска. Такие средства обработки содержат также ингибиторы коррозии. Покрытие стальной арматуры бетоном (железобетон) обеспечивает некоторую защиту стали в среде с высоким pH. Однако коррозия стали в бетоне всё ещё является проблемой.

      Покрытие слоем металла

      • Оцинковка (оцинкованное железо/сталь): железо или сталь покрываются слоем цинка. Может использоваться метод горячего цинкования или метод цинкового дутья.
      • Лужение: мягкая листовая сталь покрывается слоем олова. В настоящее время практически не используется из-за высокой стоимости олова.
      • Хромирование: тонкий слой хрома наносится электролитическим способом на сталь, обеспечивая как защиту от коррозии, так и яркий, полированный внешний вид. Часто используется в блестящих компонентах велосипедов, мотоциклов и автомобилей.

      Воронение

      Воронение — это способ, который может обеспечить ограниченную устойчивость к коррозии для мелких предметов из стали, таких как огнестрельное оружие и др. Способ состоит в получении на поверхности углеродистой или низколегированной стали или чугуна слоя окислов железа толщиной 1-10 мкм. Для придания блеска, а также для улучшения защитных свойств окисной плёнки, её пропитывают минеральным или растительным маслом.

      Снижение влажности

      Ржавчины можно избежать, снижая влажность окружающего железо воздуха. Этого можно добиться, например, с помощью силикагеля.

      Ингибиторы

      Ингибиторы коррозии, как, например, газообразные или летучие ингибиторы, можно использовать для предотвращения коррозии в закрытых системах. Некоторые ингибиторы коррозии чрезвычайно ядовиты. Одним из лучших ингибиторов выступают соли технециевой кислоты.

      Экономический эффект

      Ржавчина вызывает деградацию изделий и конструкций, изготовленных из материалов на основе железа. Поскольку ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходное железо, её нарост ведёт к быстрому разрушению конструкции, усиливая коррозию на прилегающих к нему участках — явление, называемое поеданием ржавчиной. Это явление стало причиной разрушения моста через реку Мианус (штат Коннектикут, США) в 1983 году, когда подшипники подъёмного механизма полностью проржавели изнутри. В результате этот механизм зацепил за угол одной из дорожных плит и сдвинул её с опор. Ржавчина была также главной причиной разрушения Серебряного моста в Западной Вирджинии в 1967 году, когда стальной висячий мост рухнул меньше, чем за минуту. Погибли 46 водителей и пассажиров, находившихся в то время на мосту.

      Вам также может понравиться...

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *