Борьба с коррозией: методы защиты металлических конструкций
Металл — это материал, который не имеет аналогов в мире по своим качествам, прочности, долговечности, и, что немаловажно, стоимости. Однако, у него есть один недостаток, который может свести на нет все выгоды от его использования. Беззащитный металл, подверженный воздействию природных осадков, химических реагентов, воды и других катаклизмов часто подвергается коррозии, или как говорят в простонародье, “ржавчине”. Все вы видели старые автомобили, за которыми не ухаживает хозяин — они прогнивают насквозь и иногда страшно подумать, что на этом транспорте еще передвигаются люди. Коррозия проедает металл насквозь, и, если не озаботиться заранее о том, чтобы защитить свое имущество от коррозии, то вы рискуете с ним расстаться намного раньше срока. В статье я расскажу, как защитить металл от ржавчины и продлить срок службы металлического изделия.
Причины возникновения коррозии
Начну статью с пояснения причин возникновения коррозии. Коррозия металла – серьезная проблема, но знание причин поможет не допустить распространения заразы.
- Самой распространенной причиной возникновения коррозии металла является электрохимическая – ситуация, когда металл соприкасается с влажной средой. Электрохимическая коррозия зачастую вызвана неправильным хранением или неверной эксплуатацией.
- Вторая причина возникновения коррозии – химическая. Химическая коррозия возникает как правило при соприкосновении с сухими газовыми соединениям или солями. Например, когда дорогу посыпают солью зимой, в надежде защитить автомобили от скольжения. В таком случае детали авто покрываются солями натрия и калия, которые в итоге разъедают металл. Она неприятна тем, что ей подвержены абсолютно все металлы.
- Ну и последняя причина разрушения металлов – это биологическая. То есть металлы разрушаются под воздействием микроорганизмов, радиоактивных излучений. По-другому биологическая коррозия еще называется биокоррозией.
Как же избежать неприятных последствий коррозии металла? Существует множество способов борьбы с коррозией, но самыми эффективными считаются превентивные меры – когда вы заблаговременно покрываете металл специальными антикоррозийными растворами.
Органические покрытия против коррозии
- лаки;
- краски;
- эмали;
- пластификаторы;
- пленкообразователи.
Стоит отметить, что большую роль в успешной антикоррозийной защите играет качество смеси (то есть лака, краски или эмали), которой вы покрываете металл. От ее состава напрямую зависит, сколько прослужит металл. Правильное соотношение краски, смягчителя, катализаторов и других компонентов напрямую влияет на долговечность защиты.
Другими важными факторами являются:
- качество подготовки поверхности;
- метод нанесения;
- толщина покрытия.
Зачастую эффективнее и выгоднее воспользоваться услугами профессионалов, если необходимо защитить дорогостоящее металлическое оборудование. На производстве специалисты обладают возможностями, гарантирующими долгосрочную и качественную защиту металла от ржавчины:
- химическая обработка металлов;
- погружение в расплав;
- напыление;
- электролитическое осаждение;
- гуммирование;
- покрытие смазками и пастами;
- покрытие смолами и пластмассами.
Неорганические покрытия против коррозии
К неорганическим антикоррозийным покрытиям относятся следующие методы:
- Оксидирование металла. Этот процесс применяется в современном производстве для защиты металлов от атмосферных факторов. В процессе работы детали погружают в щелочные смеси.
- Анодирование металла. Применяется в основном для защиты алюминия и алюминий содержащих сплавов путем покрытия их антикоррозийной пленкой.
- Фосфатирование металла. Применяется для черных и цветных металлов, путем погружения в фосфорно-соляной раствор.
Применение неорганических методов борьбы с ржавчиной, в отличие от покрытия эмалями и лаками, используется в узких областях промышленности.
Подводя итоги, можно сделать определенный вывод. Для бытового использования больше подходит использование органических антикоррозийных покрытий, так как применение неорганических покрытий по большей части невозможно в домашних условиях. Кроме того, хорошее покрытие не может быть дешевым и при принятии решения самостоятельность заниматься мерами по предотвращению коррозии и гниения, стоит понимать, что в таком случае оно не будет таким долговечным, как если вы сделаете это в специально предназначенной мастерской.
Совет автолюбителям. Как предотвратить образование ржавчины
Ржавчина представляет собой оксид железа, молекула которого состоит из двух атомов железа и трех атомов кислорода. Она образуется в результате электрохимического процесса, который называется коррозия. Для появления ржавчины необходимо наличие трех составляющих: анода, катода и электролита. В роли анода выступает металлическая часть кузова, которая может выделять электроны при определенных условиях. В качестве катода выступают металлы, которые могут принимать электроны. Электролит — это жидкость, которая облегчает перемещение электронов.
Поток электронов проходит от анода к катоду через электролит, при этом происходит коррозия металла анода. Если металл содержит железо, то образуется ржавчина. При коррозии наблюдается ослабление металлических свойств. Поэтому Вам меньше всего хочется, чтобы автомобиль начал ржаветь.
Некоторые части автомобиля наиболее подвержены образованию ржавчины. Например, это двигатель, рама, шасси, выхлопная система и багажник. Также нередко ржавеет и дополнительное оборудование, такое как дышло для прицепа. Ржавчина также может появиться и на окрашенных частях автомобиля.
От ржавчины избавиться непросто. Гораздо легче предотвратить ее появление, чем бороться с ней. В данном случае лучше уделить минутку, чтобы предотвратить появление ржавчины, чем часами пытаться избавиться от нее.
В этой статье мы расскажем о том, в каких условиях обычно появляется ржавчина. Также мы расскажем о том, как предотвратить ее образование и как бороться с ней, если автомобиль уже начал ржаветь.
Удобный пластик
В некоторых автомобилях используются материалы, устойчивые к коррозии. В современных автомобилях используются карбоновое волокно и углепластик. Из обычного пластика детали кузова изготавливаются с 1940-х гг. Среди наименее подверженных коррозии автомобилей следует отметить DeLorean, чей кузов выполнен из нержавеющей стали; старые модели Saturn, боковые панели которых были сделаны из пластика.Условия, вызывающие образования ржавчины
Машины подвержены образованию ржавчины, т.к. для этого требуется лишь наличие анода, катода и электролита. Металл Вашего автомобиля может быть как анодом, так и катодом. Вода — это электролит. При достаточно влажном климате, ржавчина может образоваться, даже если автомобиль стоит в гараже.Некоторые вещества облегчают процесс коррозии. Соль — наиболее распространенное из них. Вода может выступать в роли электролита, но она не очень хорошо проводит электроны. А вот соленая вода справляется с этим гораздо лучше. Деталь, которая в обычных условиях ржавеет достаточно медленно, при контакте с соленой водой покрывается ржавчиной намного быстрее.
Если Вы живете на побережье океана или моря, то Ваш автомобиль более подвержен коррозии из-за высокого содержания соли во влажном морском воздухе. Но если даже Вы живете в сотнях километров от любого водоема, то соль все равно может сыграть свою роль. Дело в том, что соль часто используется для борьбы со льдом и снегом. Талая вода с солью становится электролитом, который может превратить Вашу машину в ржавое ведро с болтами.
Грунтовка и краска обеспечивают защиту от коррозии. Но при повреждении покрытия в результате сколов или царапин, влага может попасть на незащищенный металл. Без защитного покрытия автомобиль начинает ржаветь.
Оксид железа покрывает автомобили независимо от региона или климата. Автомобили, эксплуатируемые в более жестких условиях или на морском побережье, конечно, более подвержены коррозии, но не существует такой машины, которая полностью защищена от нее.
Предотвращение образования ржавчины
Для удаления ржавчины Вам может пригодиться шлифмашинка.
Когда автомобиль поступает в автосалон, он уже имеет защиту от коррозии. Автомобильная краска выполняет роль мастики и предотвращает контакт влаги с металлическими частями кузова. Это значит, Вам необходимо ухаживать и следить за краской автомобиля. Это не только позволит сохранить внешний вид, но также предотвратит образование ржавчины.Для защиты краски рекомендуем Вам мыть машину раз в две недели и обрабатывать воском раз в месяц. Во время мытья тщательно осмотрите кузов. Если Вы обнаружили царапины, вздутия или шелушения, то Вы столкнулись с серьезной проблемой. Вздутия могут означать, что ржавчина образовалась под слоем краски, а царапины и шелушения способствуют попаданию влаги и началу окисления.
Для предотвращения коррозии поврежденной детали кузова, можно купить герметик. Перед нанесением герметика обрабатываемую область необходимо очистить и просушить — Вы же не хотите, чтобы под герметик попала влага или грязь, которые будут контактировать с металлом. Возможно, Вы также захотите купить краску для подкрашивания дефектов.
Водителям, эксплуатирующим автомобиль в жестких климатических условиях, возможно, понадобится защитная смазка или антикоррозийный спрей для дополнительной подстраховки. Смазка создает еще один защитный слой. Антикоррозийный спрей защищает окрашенные детали кузова. Перед нанесением какого-либо защитного вещества, убедитесь, что Ваш автомобиль чистый и сухой.
Если Вы часто ездите по заснеженным скользким дорогам, посыпанным солью, то придется чаще мыть машину. Тщательно мойте днище и колеса.
Также не забывайте и про салон — за ним тоже нужен уход. Если Вы пролили чистящее средство, то его нужно немедленно убрать. При чистке салона, оставьте двери открытыми, чтобы высушить его.
Иногда ржавчина образуется и при тщательном уходе. Ранние признаки коррозии легко упустить из виду. Что же делать, если автомобиль уже начал ржаветь?
Инструменты для борьбы со ржавчиной
Если на автомобиле уже начала появляться ржавчина, то оцените масштаб повреждения. Если ржавчины много, что лучше отогнать машину в профессиональную автомастерскую для замены элемента кузова. Самостоятельной борьбы с сильной коррозией может быть недостаточно для дальнейшей безопасной эксплуатации автомобиля.Тем не менее, с небольшими пятнами ржавчины Вы можете справиться сами. Существует несколько способов устранения ржавчины. Перед тем, как приступить к работе, необходимо подумать о собственной безопасности. Приготовьте резиновые перчатки, защитные очки и респиратор.
Если Вы планируете счистить ржавчину, то Вам понадобятся следующие инструменты:
- Шлифмашинка или дрель со шлифовальной головкой
- Шлифовальная колодка
- Наждачная бумага
- Клепальный молоток и заклепки
- Молоток
- Ножницы по металлу
- Кузовная шпатлевка
- Шпатель
- Мастика
- Малярная лента
- Грунтовка
- Нейтрализатор ржавчины
- Проволочная сетка
Также можно использовать преобразователь ржавчины. Он представляет собой химическое вещество, которое реагирует с оксидом железа, в результате чего получается таннат железа. В отличие от оксида железа, таннат более стабилен и не разрушает металлические детали кузова. В большинстве преобразователей ржавчины используется полимер, который выступает в роли грунтовки.
При борьбе с коррозией, очень важно удалять ржавчину полностью. Если Вы пропустите хоть одно маленькое пятнышко, оно продолжит разъедать металл.
Не забывайте регулярно проверять отсутствие ржавчины на кузове Вашего автомобиля. Если Вы заметите следы ржавчины вовремя, то ремонт будет относительно простым и недорогим. Но если Вы простите признаки коррозии, то впоследствии Ваша невнимательность может вылиться в дорогостоящий ремонт.
Коррозия металлов и способы защиты от неё
Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла. Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери. А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.
Что такое коррозия и её разновидности
Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:
- Повышенная влажность окружающей среды.
- Наличие блуждающих токов.
- Неблагоприятный состав атмосферы.
Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.
Химическая коррозия
Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую). Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.
Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.
Электрохимическая коррозия
Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов). Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне. Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.
Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.
Трибохимическая коррозия
Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость. Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка». Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.
Методы борьбы с коррозией
Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:
- Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
- Поверхностная металлизация;
- Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
- Изменение химического состава окружающей среды.
Механические поверхностные покрытия
Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска. Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий. В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.
Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.
Химические поверхностные покрытия
Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием. Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты. Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.
Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.
Легирование и металлизация
В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина. Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения. При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.
Изменение состава окружающей среды
В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон). Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования — защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д. Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.
Кто нам мешает, тот нам поможет
В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них — закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку. Присутствуя на поверхности заготовки, Fe3O4 перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов. Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.
Коррозия металла и способы ее устранения
Коррозия металла (ржавление, ржа) — самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в следствии химического, электрохимического и/или физико-химического взаимодействия их с окружающей средой. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде.
Процессы коррозии металла отличаются широким распространением и разнообразием условий и сред, в которых они протекают. В связи с чем, в настоящее время не существует всеобъемлющей классификации коррозии.
Между тем, коррозию часто классифицируют по типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, по условиям протекания коррозионного процесса, по характеру разрушения, по механизму протекания процесса разрушения металла и т.д.
Поскольку коррозия металла влечет за собой убытки, то проблемы, связанные с ее ликвидацией, являются одними из первостепенных в производстве, промышленности, эксплуатации и т.д.
Устранение коррозии
Для борьбы с коррозией используется правильная подготовка поверхности для защиты от коррозии (обеспечивается 80% защита), многое зависит от используемых лакокрасочных материалов, а также способов их нанесения на металл (обеспечивается 20% защита). Самый производительный и эффективный метод подготовки поверхности перед дальнейшей защитой субстрата — абразивоструйная очистка.
Существуют три основных метода защиты металла от коррозии: конструкционный, пассивный и активный.
При использовании конструкционных материалов применяют нержавеющие стали, кортеновские стали и цветные металлы. При проектировании металлических конструкций стараются максимально изолировать от попадания коррозионной среды, применяя клеи, герметики, резиновые прокладки.
Когда в качестве защиты от коррозии применяется нанесение какого-либо покрытия, которое препятствует образованию коррозионного элемента, то такой метод защиты от коррозии называют пассивным.
Активные методы борьбы с коррозией направлены на изменение структуры двойного электрического слоя: применяется наложение постоянного электрического поля с помощью источника постоянного тока. В других случая используется жертвенный анод, который разрушаясь, предохраняет защищаемое изделие от последующей коррозии.
Красочное покрытие, полимерное покрытие и эмалирование должны, прежде всего, предотвратить доступ кислорода и влаги. Часто также применяется покрытие, например, стали другими металлами (цинк, хром, олово, никель…). Используются для предотвращения коррозии такие методы и технологии как: газотермическое напыление, термодиффузионное цинковое покрытие, кадмирование, хромирование и т.д.
Примеры коррозии металла (фото)
По теме коррозии металла и способах борьбы с ней также читайте на HeatTreatment.ru:
Лазерная очистка металла
Технология очистки поверхностей металла сухим льдом
Материалы для очистки поверхностей металла
Несколько слов о коррозии металла и тионовых бактериях
Коррозия металла: почему ржавеет кузов и как с этим бороться
Думаете, что ржавчина — это проблема владельцев 15-летних "Жигулей"? Увы, рыжими пятнами покрываются и гарантийные авто, даже если кузов оцинкован. Разбираемся, как правильно ухаживать за металлом и можно ли защитить его от коррозии раз и навсегда.Что такое кузов? Конструкция из тонкого листового металла, причем разных сплавов и со множеством сварных соединений. И еще не нужно забывать о том, что кузов используется как «минус» для бортовой сети, то есть постоянно проводит ток. Да он просто обязан ржаветь! Попробуем разобраться, что же происходит с кузовом машины и как с этим бороться.
Что такое ржавчина?
Коррозия железа или стали — процесс окисления металла кислородом в присутствии воды. На выходе получается гидратированный оксид железа — рыхлый порошок, который мы все называем ржавчиной.
Разрушения автомобильного кузова относят к классическим примерам электрохимической коррозии. Но вода и воздух — это лишь часть проблемы. Помимо обычных химических процессов важную роль в нем играют гальванические пары, возникающие между электрохимически неоднородными парами поверхностей.
Уже вижу, как на лицах читателей-гуманитариев возникает скучающее выражение. Не пугайтесь термина «гальваническая пара» — мы не на лекции по химии и сложных формул приводить не будем. Эта самая пара в частном случае — всего лишь соединение двух металлов.
Металлы, они почти как люди. Не любят, когда к ним прижимается кто-то чужой. Представьте себя в автобусе. К вам прижался помятый мужчина, вчера отмечавший с друзьями какой-нибудь День монтажника-высотника. Вот это в химии называется недопустимой гальванической парой. Алюминий и медь, никель и серебро, магний и сталь… Это «заклятые враги», которые в тесном электрическом соединении очень быстро «сожрут» друг друга.
Вообще-то, ни один металл долго не выдерживает близкого контакта с чужаком. Сами подумайте: даже если к вам прижалась фигуристая блондинка (или стройная шатенка, по вкусу), то первое время будет приятно… Но не будешь же так стоять всю жизнь. Особенно под дождем. Причем тут дождь? Сейчас все станет понятно.
В автомобиле очень много мест, где образуются гальванические пары. Не недопустимые, а «обычные». Точки сварки, кузовные панели из разного металла, различные крепежные элементы и агрегаты, даже разные точки одной пластины с разной механической обработкой поверхности. Между ними всеми постоянно есть разность потенциалов, а значит, в присутствии электролита будет и коррозия.
Стоп, а что такое электролит? Пытливый автомобилист вспомнит, что это некая едкая жидкость, которую заливают в аккумуляторы. И будет прав лишь отчасти. Электролит — это вообще любая субстанция, проводящая ток. В аккумулятор заливают слабый раствор кислоты, но не обязательно поливать машину кислотой, чтобы ускорить коррозию. С функциями электролита прекрасно справляется обычная вода. В чистом (дистиллированном) виде она электролитом не является, но в природе чистой воды не встречается…
Таким образом, в каждой образовавшейся гальванической паре под воздействием воды начинается разрушение металла на стороне анода — положительно заряженной стороны. Как победить этот процесс? Запретить металлам корродировать друг от друга мы не можем, но зато можем исключить из этой системы электролит. Без него «допустимые» гальванические пары могут существовать долго. Дольше, чем служит автомобиль.
Как с ржавчиной борются производители?
Самый простой способ защиты — покрыть поверхность металла пленкой, через которую электролит не проникнет. А если еще и металл будет хорошим, с низким содержанием примесей, способствующим коррозии (например серы), то результат получится вполне достойным.
Но не воспринимайте слова буквально. Пленка — это необязательно полиэтилен. Самый распространенный вид защитной пленки — краска и грунт. Также ее можно создать из фосфатов металла, обработав поверхность фосфатирующим раствором. Входящие в его состав фосфоросодержащие кислоты окислят верхний слой металла, создав очень прочную и тонкую пленку.
Прикрыв фосфатную пленку слоями грунта и краски можно защитить кузов машины на долгие годы, именно по такому «рецепту» готовили кузова на протяжении десятков лет, и, как видите, довольно успешно — многие машины производства пятидесятых-шестидесятых годов смогли сохраниться до наших времен.
Но далеко не все, ведь со временем краска склонна к растрескиванию. Сначала не выдерживают внешние слои, потом трещины добираются до металла и фосфатной пленки. А при авариях и последующем ремонте покрытия часто наносят, не соблюдая абсолютной чистоты поверхности, оставляя на ней маленькие точки коррозии, которые всегда содержат в себе немного влаги. И под пленкой краски начинает появляться новый очаг разрушения.
Можно улучшать качество покрытия, применять все более эластичные краски, слой которых может быть чуть надежнее. Можно покрыть пластиковой пленкой. Но есть лучшая технология. Покрытие стали тонким слоем металла, имеющего более стойкую оксидную пленку, использовалось давно. Так называемая белая жесть — листовая сталь, покрытая тонким слоем олова, знакома всем, кто хоть раз в жизни видел консервную банку.
Олово для покрытия кузовов машин уже давно не применяют, хотя байки про луженые кузова ходят. Это отголосок технологии выправления брака при штамповке горячими припоями, когда часть поверхности вручную покрывали толстым слоем олова, и иногда самые сложные и важные части кузова машины и правда оказывались неплохо защищены.
Современные покрытия для предотвращения коррозии наносятся в заводских условиях до штамповки кузовных панелей, и в качестве «спасателей» используется цинк или алюминий. Оба этих металла, помимо наличия прочной оксидной пленки, обладают еще одним ценным качеством — меньшей электроотрицательностью. В уже упомянутой гальванической паре, которая образуется после разрушения внешней пленки краски, они, а не сталь будут играть роль анода, и, пока на панели остается немного алюминия или цинка, разрушаться будут именно они. Этим их свойством можно воспользоваться иначе, просто добавив немного порошка таких металлов в грунт, которым покрывают металл, что даст кузовной панели дополнительный шанс на долгую жизнь.
В некоторых отраслях промышленности, когда стоит задача защитить металл, применяют и другие технологии. Серьезные металлоконструкции могут быть оборудованы и специальными пластинами-протекторами из алюминия и цинка, которые можно менять со временем, и даже системами электрохимической защиты. С помощью источника напряжения такая система переносит анод на какие-то части конструкции, не являющиеся несущими. На автомобилях подобные вещи не встречаются.
Многослойный бутерброд, состоящий из слоя фосфатов на поверхности стали или цинка, слоя цинка или алюминия, антикоррозийного грунта с цинком и нескольких слоев краски и лака, даже в очень агрессивной внешней среде вроде обычного городского воздуха с влагой, грязью и солью позволяет сохранить кузовные панели на десяток-другой лет.
В местах, где слой краски легко повреждается (например на днище) используют толстые слои герметиков и мастики, которые дополнительно защищают поверхность краски. Мы привыкли называть это «антикором». Дополнительно во внутренние полости закачивают составы на основе парафина и масел, их задача вытеснять влагу с поверхностей, тем самым еще улучшая защиту.
Ни один из способов по одиночке не дает стопроцентной защиты, но все вместе они позволяют производителям давать восьми-десятилетнюю гарантию на отсутствие сквозной коррозии кузова. Однако нужно помнить, что коррозия подобна смерти. Ее приход можно замедлить или отложить, но нельзя исключить совсем. В общем, что мы говорим ржавчине? Правильно: «Не сегодня». Или, перефразируя современного классика, «не в этом году».
Как продлить жизнь кузову?
Итак, как бы вы ни любили свой автомобиль, рано или поздно он превратится в кучку гидратированного оксида железа. Но это не повод расстраиваться — жизнь кузовному металлу можно и нужно продлить. Для этого следуйте несложным советам от Kolesa.Ru.
- Гарантия на отсутствие сквозной коррозии действует только при правильном восстановительном ремонте у дилера, не забывайте об этом. На ТО необходимо восстанавливать лакокрасочное покрытие (ЛКП) по правильной технологии.
- Не пренебрегайте дополнительной антикоррозийной защитой — масляные и парафиновые пленки высыхают и испаряются, их нужно обновлять.
- Держите кузов машины чистым. Грязь вбирает влагу, которая таким образом сохраняется на поверхности и долго выполняет свою разрушительную функцию, потихоньку проникая через микротрещины к железу.
- Своевременно восстанавливайте повреждения ЛКП, даже если кузов оцинкованный. Ведь то, что «голый» металл не ржавеет, является следствием постоянного «расхода» металлов-защитников, а их на поверхности отнюдь не килограммы.
- Пользуйтесь услугами квалифицированных кузовных сервисов, ведь правильное восстановление поверхности требует очень аккуратной и чистой работы, с полным пониманием происходящих процессов. А предложения просто закрасить всё слоем краски потолще обязательно приведут вас в кузовной цех еще раз, причем с куда более серьезными повреждениями металла.
Читайте также:
виды, причины возникновения и методы защиты
Бетон – это материал, без применения которого не обходится строительство жилых и нежилых объектов. По своей структуре он является очень прочным, однако даже этот строительный материал со временем приходит в негодность и разрушается. При постоянном контакте с водой, а также в результате воздействия температурных перепадов на поверхности появляются трещины и другие дефекты. Но коррозия бетона не будет столь опасной, если при изготовлении и уходе за железобетонными изделиями учитывать требования нормативной документации.
Виды коррозии и причины возникновения
Бетон, который находится на улице, постоянно подвергается негативному воздействию окружающей среды. Осадки, температурные колебания, кислоты и газы – все это вызывает определенные физические и химические реакции в структуре материала. На основании проведенных исследований были определены виды коррозии бетона, а также основные причины ее возникновения.
Биологическая
Данный вид изменения бетона и железобетона происходит в результате накапливания солей в микротрещинах и капиллярах конструкции, нерастворяющихся в воде. Постепенно образовывается твердый камень, которой провоцирует разрушение бетона. Не исключено, что в поры материала возможно проникновение бактерий, грибов и водорослей, которые продолжают размножаться и провоцировать растрескивание конструкции.
Физико-химическая
Это процесс вымывания из тела материала важных компонентов. Конструкции в основном используются на открытом участке местности, поэтому на них воздействуют внешние негативные факторы. В составе бетонной смеси находится гидроксид кальция, улетучивающийся под воздействием влажной среды или воды. Под влиянием этого воздействия нарушается структура бетона, и начинают появляться трещины, провоцирующие процессы дальнейшего его разрушения.
Химическая
Химическая коррозия бетона – это процесс вымывания извести, образованной легкорастворимыми соединениями, при непосредственном контакте с кислотной средой. Под воздействием агрессивных сред происходит образование солей и аморфных масс. Первые образовываются в процессе взаимодействия с негативными факторами, они быстро растворяются и вместе с водой вымываются. Связующие характеристики у аморфных масс совсем отсутствуют.
Химическую коррозию распознают в результате появления гидроферитов, гидроалюминатов и гидросиликатов, способствующих возникновению растворимых солей и иных веществ. Содержание углеродных диоксидов провоцирует появление коррозии бетонных конструкций углекислотного типа. Причина появления разрушения оксидной пленки, образованной карбонатом — превышение допустимых по содержанию показателей углекислоты.
Чтобы обеспечить защиту железобетонной конструкции и бетона, следует изучить причину возникновения неблагоприятных факторов воздействия и учесть это во время изготовления, монтажных работ и при уходе за бетоном.
Коррозия от разрушения арматуры
Железобетонные изделия состоят из двух компонентов — это бетонная смесь и арматура. Последняя оказывает непосредственное влияние на материал. В процессе эксплуатации происходит ржавление металла, потому что на бетон воздействуют химические элементы: хлор, сероводород и сернистые газы. В теле бетонной конструкции появляется внутреннее напряжение, что приводит к образованию трещин.
Воздушная среда и вода приникают внутрь через поры бетонного изделия. Электрохимическая коррозия происходит вследствие неравномерности воздействия негативных сред, а скорость реакций зависит от уровня проникновения влаги и размеров пор камня.
Если очень долго бетон находится на открытом воздухе, то под воздействием углекислоты будет образовываться тонкий слой оксидной пленки, который не растворяется в воде и не вступает в реакцию с солями. Название процесса — карбонизация. Она защищает от появления ржавчины бетонный камень, но становится причиной образования коррозии арматуры.
При изготовлении железобетонных изделий следует учитывать антикоррозионную обработку арматуры. Эти требования обязательны и регламентированы нормативными документами.
Способы защиты бетона
Чтобы на протяжении всей эксплуатации железобетонных изделий материал как можно меньше был поражен коррозией, следствием которой является его разрушение, то в процессе проектирования должны быть предусмотрены условия по недопущению этих явлений.
В мероприятиях по защите, как правило, предусматривают наличие герметизации, нейтрализации и вентиляции в тот период, когда бетонные изделия выполняют свою задачу.
Важно следить, чтобы в процессе конструирования форм бетонных и железобетонных изделий не было мест для сосредоточения воды, то есть должно быть естественное водоотведение сформированной поверхности. Последнее достигается образованием наклона бетонного основания при сооружении конструкции. В целом обеспечивают защиту бетона от коррозии двумя способами: первичным и вторичным.
Первичная защита
На стадии изготовления в бетонную смесь добавляют различные добавки, поэтому минералогический состав конечного материала изменяется. Эффективность этого метода подтверждена испытаниями.
Антикоррозионными добавками для бетонных смесей могут выступать пластификаторы, водоудерживающие составы, добавление химического вещества, в том числе аморфного кремнезема.
В проекте по изготовлению учитывается эксплуатационная среда изделия, к примеру, если не избежать контакта с сульфатсодержащими водами, то нужно снизить процент сернистого углеводорода в бетонной смеси. Довольно часто используется пуццоланизация, то есть в состав портландцемента добавляют гидродобавки с активным кремнеземом. При этом происходит образование гидросиликата кальция, который устойчивее к образованию коррозии, чем гидроксид кальция.
При добавлении в состав бетонной смеси химической активной добавки повышается плотность бетонного камня, а это способствует замедлению скорости воздействия агрессивных сред. В результате находящаяся внутри арматура меньше подвергается ржавлению.
Добавки позволяют уменьшить размеры и количество пор, а это обеспечивает увеличение стойкости будущей конструкции к морозам.
Добавки от коррозии
Защита бетона от коррозии должна обеспечиваться на стадии изготовления смеси и железобетонных конструкций. Химические добавки от воздействия коррозионного фактора следующие:
- пластификаторы;
- антиморозные;
- воздухововлекающие;
- уплотняющие;
- ингибирующие коррозионные свойства;
- газообразующие;
- снижающие скорость схватывания.
Из этого списка можно выделить несколько наиболее часто используемых видов антикоррозионных смесей:
| Наименование добавки | Состав | Свойства | Какую часть нужно добавлять |
Мылонафт
| Смесь органических кислот и натриевых солей, нерастворимых в водной среде.
| Повышение однородности бетона, снижение коэффициента трения между компонентами, вовлечение воздушных масс. Увеличивается морозостойкость и водонепроницаемость на 2 ступени, вследствие чего устойчивость к образованию трещин и проникновению минеральных солей увеличивается.
| 0,15-0,5% от основной массы цементного порошка, при превышении дозировки прочность образца при испытании на сжатие уменьшается.
|
Сульфитно-дрожжевая бражка или СДБ
| Эта добавка производится путем переработки солей кальция из лигносульфоновых кислот.
| Значительно повышается подвижность смеси бетона, обеспечивается лучшее сцепление зерен цементного порошка и проникновение воздушных масс. Выделяется водород и образовываются поры. Повышается почти в 2 раза устойчивость к морозам, а показатель прочности увеличивается от 5 до 10%. Водонепроницаемость, стойкость к воздействию солей и показатель трещиностойкости на одну марку увеличивается. | Достаточно 0,15-0,3% СДБ ввести в бетон. Выпускается в твердом или жидком виде.
|
ГКЖ -94
| Производство продукта обеспечивается путем процесса гидролиза этилгиросилоксана.
| При контакте цемента и этой добавки происходит выделение водорода, поэтому образовывается множество пор, которые одновременно замкнуты между собой. На капилляры и стенки бетона активно воздействует гидрофобизирующее вещество. Процесс схватывания смеси замедляется. При этом водонепроницаемость повышается на 2 ступени, а морозостойкость в 3-4 раза. | В бетон вводят 0,03-0,08% вида данного вещества. Выпускается в жидкой форме, 100% состав или 50% раствор с водой.
|
Важно! Процент вносимых добавок устанавливается нормативными документами и учитывается производителем при изготовлении.
На видео: как получить качественный бетон зимой.
Вторичная защита
Это дополнительная защита бетона от внешних негативных воздействий, приводящих к коррозии материала. Иными словами, производится гидроизоляция бетонных конструкций от влаги, например, нанесением лакокрасочного покрытия, защитных составов, а также осуществляется облицовка плитами и рулонными покрытиями.
Выполнение данного вида защиты бетона от ржавчины выполняется разными материалами, в зависимости от условий его будущей эксплуатации:
Используемый материал | Эксплуатационные условия | Обеспечение защиты |
Лакокрасочное акриловое покрытие | Твердые или газообразные среды | Защита от проникновения влаги, воздуха и микроорганизмов |
Покрытие мастикой | Повышенная влажность | Защита от твердых сред и влаги |
Уплотняющие пропитки | Для газообразной или жидкой среды | Снижение водопоглощения |
Биоцидные составы | Для грунтов с повышенным уровнем влажности и жидких сред | Способствуют снижению образования пенициллина и иных микроорганизмов |
Оклеечные покрытия | Для жидких сред, влажных грунтов со смачиванием электролитов | Обеспечивается водонепроницаемость |
Опыт строительства подсказывает, что наиболее эффективной защитой от коррозии будет применение первичной и вторичной обработки.
Меры предотвращения коррозии железобетона
Защитить от образования ржавчины важно не только сам бетон, но и арматуру, находящуюся в железобетонных изделиях. Всего существует несколько методов данной защиты:
- Применять только качественный материал для изготовления бетона с добавлением ингибиторов.
- Обеспечить защиту арматуры оксидной пленкой.
- Металл должен быть подобран с улучшенными характеристиками.
Нескольку советов по защите арматуры:
- Средой, окружающей металлические стержни, будет сам бетон, поэтому основная защита должна быть именно в нем. Следует снизить уровень содержания роданидов и хлоридов, способствующих развитию процесса ржавчины.
- Если необходимо периодически смачивать железобетонную конструкцию, то предварительно рекомендуется провести обработку битумными пропитками. Только так снизится процент проникновения влаги и произойдет затормаживание катодного процесса.
- В бетонном составе смеси изначально должны присутствовать ингибиторы коррозии.
- Коррозионное пассивирование арматуры и образование оксидных пленок под влиянием среды, создаваемой железобетоном, обеспечивает неплохую защиту от ржавчины.
Антикоррозионный состав по бетону (1 видео)
Защитные средства и добавки (30 фото)
Рекомендуем прочитать:
Как остановить процесс коррозии кузова автомобиля?
1 Основные термины
Раньше, чтобы добраться из одного города в другой, необходимо было потерять очень много времени в поисках доступного транспорта или, за неимением последнего, идти пешком. Автотранспорт существенно упростил эту задачу. Но с его появлением образовались и новые проблемы, направленные на содержание и уход транспорта.
Доставка товаров, благодаря индивидуальному автотранспорту, стала намного быстрее и качественнее. Раньше для перевозки грузов простой обыватель должен был содержать вола, мула или коня, использовать подводу или телугу. Автомобиль упростил задачу по перевозке грузов до минимума. Однако его содержание и уход за ним не так прост, как некоторые думают. Иногда это так же сложно, как и содержание лошади и телеги. Единственным отличием является то, что проблемы с машиной носят не такой явный характер. Защита кузова от коррозии, удаление ее последствий являются одними из главных мероприятий по содержанию автомобиля, однако хозяин транспорта не всегда знает о наличии этих проблем и сталкивается с ними непосредственно после их локализации.
Коррозия кузова автомобиля
Рекомендуем ознакомиться
Ржавчина — это химический процесс окисления железа кислородом. Сам продукт такого взаимодействия называется оксидом железа, или попросту ржавчиной. Как остановить коррозию, удалить ее последствия и не допустить ее в будущем? Различается два основных вида коррозии:
- механическая;
- электрохимическая.
Механическая образуется в результате взаимодействия металла кузова с кислородом, содержащимся в воздухе. Различные повреждения, царапины и удары — все эти места являются факторами риска. В открытом состоянии металл начинает очень быстро взаимодействовать с кислородом, и проблемные места мгновенно становятся очагами распространения коррозии. Сам процесс ржавления неповрежденных участков достаточно нетороплив, до образования видимых последствий может пройти значительный отрезок времени. Поэтому места повреждений должны неотложно обрабатываться и подвергаться немедленному удалению следов образования ржавчины.
Процесс ржавления участков машины
Электрохимическая коррозия более агрессивна. Она происходит в результате взаимодействия корпуса с водяными элементами, в процессе которого образуется электрический разряд. В нашем климате осадки не являются редкостью, а зимой машина круглосуточно подвергается взаимодействию с водой в различных формах, в виде пара или льда. Все три состояния жидкости участвуют в образовании электрохимической связи, которая даже на неповрежденных участках очень быстро начинает свое разрушительное воздействие.
2 Антикоррозионная обработка кузова
Как удалить последствия коррозии? Как предотвратить ее в целом? Удаление коррозии состоит из целого комплекса мероприятий и является достаточно сложным и трудоемким занятием. Обработка кузова автомобиля от коррозии подразделена на такие этапы:
- подготовительные работы;
- обработка кузова автомашины;
- профилактика.
Подготовительные работы следует начинать с удаления следов ржавчины с поврежденных участков. Для этого можно использовать разнообразный инструмент: от наждачной бумаги до щетки по металлу. Процедура удаления должна быть тщательной и внимательной, поскольку даже небольшие остатки поврежденного материала способны пустить всю проделанную работу насмарку. В процессе работы с чистящим инструментом мы, как правило, удаляем только верхушку поврежденного слоя, поэтому лучше произвести зачистку два раза, чем не получить желаемого результата совсем. Обезжиривание и грунтовка идут следующим этапом антикоррозийной обработки, так как при несоблюдении всех мер и правил результат будет слабовыраженным и в конечном счете снова приведет к первоначальным последствиям.
Удаление следов образования ржавчины
Антикоррозийная отделка заключается в дальнейшем предотвращении образования коррозии.
Для этого существует множество методов, среди них можно выделить три основных:
- грунтование;
- катодная защита;
- цинкование.
Обработка выполняется антикоррозийными грунтовками на основе различных смол с добавлением некоторых дополнительных элементов, препятствующих образованию ржавчины. Смысл обработки заключается в равномерном нанесении смеси на поверхность автомобиля. Слой грунта равномерно располагается по всей поверхности, заполняя все швы и трещины. В итоге получается монолитная структура, благодаря которой к железу перекрывается доступ кислорода и воды.
Обработка антикоррозийными грунтовками
Катодная защита основана на построении принципа анод-катод. Смысл этого метода заключается в направлении электрохимической реакции на тело анода. Что это значит? К автомобилю крепятся в различных местах металлические пластины. Они должны выполнять роль анода, который будет притягивать электрическую составляющую реакции. Катодом в этом случае является корпус машины. Из этого следует, что анод будет окисляться вместо катода, иными словами, металлические пластины возьмут на себя всю нагрузку по образованию коррозии, а корпус машины останется целым и невредимым. В будущем поврежденные пластины подлежат удалению, а на их место крепятся новые. Как удалить использованные элементы? Сильно проржавевшие части порой трудно демонтировать. В этом случае следует использовать специальную антикоррозийную смесь, или, проще говоря, растворитель. Именно он позволит удалить слой ржавчины, после чего процедура демонтажа пройдет без существенных затруднений.
Цинкование заключается в обработке деталей цинком и нанесении защитного слоя. Для этого элементы конструкции машины окунаются в расплавленный цинк. Благодаря этому структура покрытия становится монолитной, покрываются все трещины и неровности. Даже в результате механического воздействия (трещины и царапины) ржаветь начинает не кузов, а покрывающий его цинк. Этот способ имеет только один существенный недостаток — для удаления последствий понадобится произвести все манипуляции заново.
Цинкование деталей авто
Профилактика заключается в последующем контроле над проблемными местами. Ведь проще задушить очаг в зародыше, чем полностью удалять и наносить все покрытия заново. Проблемными точками являются сварные швы, места, в которых застаивается вода, трещины и царапины. Над ними нужен постоянный и неусыпный контроль и проверка. Даже при малейшем намеке на образование ржавчины выход только один — устранение коррозии и обработка.
Автомобиль очень быстро стал неотъемлемой частью человеческого существования. Но уход за ним требует строгого и неусыпного контроля. Образование коррозии кузова автомобиля является одной из наибольших проблем современного автопрома. Ее разрушительные воздействия приводят к быстрому износу автомобиля и заставляют разработчиков придумывать более новые методы защиты.