Що таке корозія металу: види, причини і методи захисту

Корозії піддаються багато матеріалів, наприклад металеві, керамічні, дерев’яні, в результаті впливу на них. Як правило, такий ефект досягається через нестійкість конструкції, на яку впливає термодинаміка навколишнього середовища. У статті детально розберемося, що таке корозія металу, які вона має види, а також як можна від неї захиститися.

Трохи загальних відомостей

У народі досить популярним є слово «іржа», яке відноситься до процесу корозії металу і різних сплавів. До полімерів люди використовують поняття «старіння». За фактом ці слова є синонімами. Яскравим прикладом можна назвати старіння гумових продуктів, які активно взаємодіють з киснем. Деякі пластикові вироби з-за опадів можуть швидко приходити в непридатність. Те, наскільки швидко буде відбуватися процес корозії, повністю залежить від умов, в які вміщено виріб. Особливо впливає вологість навколишнього середовища. Чим більше показник, тим швидше метал стане непридатним до використання. Досвідченим шляхом вченими було встановлено, що близько 10 % виробів на виробництві просто списується з-за корозії. Види даного процесу різні, їх класифікація залежить від типу середовища, в якій вироби знаходяться, швидкості і характеру протікання. Далі розглянемо більш докладно типи корозії. Тепер кожна людина повинна розуміти, що таке корозія металу.

Штучне старіння

Процес корозії не завжди має руйнівний вплив і приводить в непридатність певні матеріали. Нерідко із-за корозії у покриття з’являються додаткові властивості, необхідні людині. Саме тому популярним стало штучне старіння. Найчастіше його застосовують, якщо мова йде про алюміній і титан. Тільки за допомогою корозії можна добитися підвищеної міцності матеріалів. Для того щоб завершити процес руйнування правильно, необхідно використовувати термічну обробку. Враховуючи, що природне старіння матеріалів в деяких умовах досить повільний процес, то не потрібно уточнювати, що при використанні цього методу матеріал повинен мати спеціальну загартування. Потрібно також розуміти всі ризики, які пов’язані з даним методом. Наприклад, хоча і міцність матеріалу підвищується, але пластичність максимально зменшується. З легкістю тепер читач зможе відповісти на питання про те, що таке корозія металу штучного типу.

Відгуки про термічній обробці

Даний метод ущільнює молекули матеріалу, відповідно, змінюється структура. Нерідко термічна захист необхідна для укріплення трубопроводів, так як вона дозволяє вберегти матеріал від іржі, а також мінімізувати тиск, який чиниться на конструкцію, якщо воно знаходиться під землею. Користувачі цієї методики залишають відгуки, в яких описують, що даний метод захисту максимально ефективний і дійсно показує хороші результати. Таку обробку бажано застосовувати тільки у промисловій сфері. Із-за того що камери для випалу та вчинення інших процесів, необхідні для отримання надійного захисту, коштують дорого, метод популярністю не користуються. Такий захист металу від корозії досить ефективна.

Класифікація

На даний момент існує більше 20 варіантів іржі. У статті будуть описані тільки найбільш популярні види корозії. Умовно вони поділяються на наступні групи, які допоможуть зрозуміти детальніше, що таке корозія металу.

Хімічна корозія — це взаємодія з корозійним середовищем. При цьому окислення металу і відновлення окислювача відбувається одночасно в одному циклі. Обидва матеріали не розділяються за допомогою простору. Розглянемо інші види корозії металів.

Електрохімічна корозія — це взаємодія металу з електролітом. Атоми іонізуються, окисник відновлюється, а ці два процеси відбувається за кілька циклів. Їх швидкість повністю залежить від потенціалу електродів.

При газової корозії відбувається іржавіння металу з невеликим вмістом рідини. Волога не повинна перевищувати 0,1 %. Також даний вид корозії може відбуватися в газовому середовищі при високих температурах. Найбільш частіше цей вид зустрічається в промисловості, пов’язаної з хімічної сферою та нафтопереробної.

Крім вищеописаних існує ще безліч видів корозії матеріалів. Є біологічне, цільове, контактна, місцевий та інші види іржі.

Електрохімічна корозія та її особливості

При електрохімічній корозії руйнування матеріалу відбувається з-за його дотику до електроліту. В якості останнього речовини може бути конденсат, дощова вода. Потрібно зауважити, що чим більше буде солей в рідині, тим вище показник електропровідності. Відповідно, процес корозії буде протікати досить швидко. Якщо говорити про найбільш популярних місцях, які піддаються корозії, потрібно відзначити заклепки в металевій конструкції, зварні з’єднання, а також місця, в яких матеріал пошкоджений. Буває так, що сплав заліза при його створенні покритий спеціальними речовинами, які мають антикорозійні властивості. Однак це не запобігає процес ржавіння, а лише уповільнює його. Досить яскравим прикладом можна назвати оцинковку. Цинк має негативний потенціал, якщо порівнювати з залізом. З-за цього останній матеріал буде відновлюватися, а цинк пошкодиться. Якщо на поверхні буде знаходитися оксидна плівка, то процес руйнування стане тривалим. Електрохімічна корозія має кілька видів, але потрібно зазначити, що всі вони небезпечні і, як правило, зупинити такий вид корозії металів неможливо.

Дивіться також:  Гіперсалівація - це... Причини виникнення, ознаки і лікування підвищеного слиновиділення

Хімічна корозія

Хімічна корозія трапляється досить часто. Наприклад, якщо людина помічає окалину, то він повинен розуміти, що вона з’явилася в результаті з’єднання металу, тобто взаємодії з киснем. Як правило, якщо температура навколишнього середовища висока, то процес корозії буде помітно прискорений. Брати участь у ржавении можуть рідина, тобто вода, сіль, будь-яка кислота або луг, розчини солей. Якщо мова йде про хімічної корозії металів, таких як мідь або цинк, що їх окислення призводить до стійкого процесу корозії плівки. Інші ж формують окис заліза. Далі всі хімічні процеси, які будуть відбуватися, приведуть до появи іржі. Вона ніяк не буде забезпечувати захист, а навпаки, сприяє виникненню корозії. За допомогою оцинковки на даний момент можна захистити багато матеріали. Також розроблені і інші засоби захисту від хімічної корозії металів.

Види корозії бетону

Крихкість бетону може викликатися одним з трьох видів корозії. Досить нерідко зустрічається зміна структури даного матеріалу. Розглянемо ж, із-за чого це відбувається.

Найбільш поширеним видом корозії слід назвати руйнування цементного каменю. Як правило, це відбувається тоді, коли рідина і атмосферні опади постійно впливають на матеріал. З-за цього структура матеріалу руйнується. Нижче є більш докладні приклади корозії металів:

  • Взаємодія з кислотами. Якщо цементний камінь буде постійно під впливом даних матеріалів, то утворюється досить агресивний елемент, який шкідливий для покриття. Мова йде про бікарбонат кальцію.
  • Кристалізація важкорозчинних речовин. Тут мова йде про корозії. З-за того, грибки, спори та інші речовини потрапляють у пори, бетонне покриття починає швидко руйнуватися.

Корозія: способи захисту

Із-за корозії виробники часто терплять величезні збитки, тому ведеться величезна робота, яка дозволить уникнути даного процесу. Причому потрібно помітити, що найчастіше корозії піддається не сам метал, а величезні металоконструкції. На їх створення виробники витрачають величезні гроші. На жаль, забезпечити захист на всі 100 % практично неможливо. Однак, якщо правильно захищати поверхню, тобто проводити абразивоструйную очищення, можна відстрочити процес корозії на кілька років. Також з нею борються лакофарбовим покриттям. Воно надійно захищає матеріал. Якщо метал перебуває під землею, то його необхідно обробляти спеціальними матеріалами. Тільки так можна добитися максимального захисту металу від корозії.

Заходи запобігання старіння

Як вже було сказано вище, процес корозії зупинити не можна. Але можна максимально збільшити час, за який матеріал буде руйнуватися. Також на виробництві, як правило, стараються максимально позбавитися від чинників, які впливають на процес старіння. Наприклад, на заводах періодично кожну конструкцію обробляють розчинами і поліролями. Саме вони позбавляють матеріал від негативного впливу на метал з боку механічних, температурних і хімічних умов. Для того щоб докладніше в цьому розбиратися, слід вивчити визначення корозії металів. Якщо говорити про уповільнення ефекту старіння, то слід виділити, що для цього можна використовувати термічну обробку. У нормальних умовах експлуатації цей метод дозволить максимально уникнути швидкого руйнування матеріалу. Зварювальники для того, щоб шви на виробі не розійшлися, використовують випал при температурі 650 градусів. Така методика дозволить зменшити інтенсивність старіння.

Дивіться також:  Овердрафт. Що це простими словами?

Активні та пасивні методи боротьби

Активні способи боротьби з корозією діють, змінюючи структуру електричного поля. Для цього необхідно використовувати постійний струм. Напруга має бути таким, щоб виріб мав підвищені характеристики. Досить популярним методом буде використання «жертовного» анода. Він захищає матеріал шляхом власного руйнування. Умови корозії металів описані вище.

Що стосується пасивної захисту, то для цього використовується лакофарбове покриття. Воно повністю захищає виріб від потрапляння рідини, а також кисню. Завдяки цьому поверхня максимально захищена від руйнування. Слід використовувати покриття з цинку, міді, нікелю. Навіть якщо шар буде сильно зруйнований, він все одно захистить метал від іржі. Звичайно, потрібно розуміти, що пасивні методи захисту будуть актуальними тільки в тому випадку, якщо поверхня не має тріщини або сколи.

Відгуки про лакофарбової захисту металів

На даний момент лакофарбова захист користується особливою популярністю. Вона ефективна, гнучка в застосуванні, а також коштує недорого. Однак якщо необхідне тривале використання металевої конструкції, то такий метод захисту не підійде. Більш ніж 7-8 років лакофарбові покриття захищати матеріал не зможуть. Відповідно, їх доведеться оновлювати. Швидше за все, доведеться проводити реставрацію і замінювати поверхню матеріалу. Серед інших недоліків даного покриття потрібно відзначити обмеження в плані використання. Якщо необхідно підсилити труби, які знаходяться під землею або водою, то лакофарбова захист не підійде. Тому слід розуміти, що, якщо необхідно, щоб конструкція використовувалася більше 10 років, слід удатися до інших методів захисту.

Цинкування в подробицях

Розглянувши основні види корозії, необхідно також обговорити найбільш ефективні методи захисту. Одним з таких можна назвати цинкування. Воно дозволяє захистити матеріал від сильних руйнувань шляхом зміни фізико-хімічних властивостей. На даний момент цей метод вважається економним та ефективним, враховуючи, що на обробку цинком витрачається майже 40 % від усього видобутого матеріалу на Землі. Важливо опрацювати матеріал антикорозійним покриттям.

Цинкування проводиться для сталевих листів, кріпильних деталей, приладів і величезних металоконструкцій. В цілому за допомогою подібного розпилення можна захистити вироби будь-якого розміру і форми. Цинк не має ніякого декоративного призначення, хоча зрідка може додаватися в сплав для отримання блиску. У цілому треба розуміти, що цей метал дозволить максимально захистити від корозії навіть у самих агресивних умовах.

Особливості захисних засобів від іржі

При роботі з металом будь-яка людина розуміє, що перед тим як наносити захисні матеріали, необхідно підготувати поверхню. Найчастіше всі труднощі полягають саме в цьому етапі. Для того щоб створити спеціальний бар’єр, який дозволить іржі добиратися до металу, необхідно ввести поняття компаунда. Завдяки йому в комплекті сформується захист від корозії. При цьому має місце електроізоляція. Зазвичай досить складно захищатися від корозії чорних металів.

Через специфіку використання різних засобів для захисту необхідно розуміти умови експлуатації матеріалу. Якщо метал буде розташовуватися під землею, то необхідно використовувати багатошарові покриття, які будуть мати не тільки антикорозійні властивості, але й посилений захист від механічних пошкоджень. Якщо мова йде про комунікаціях, які активно взаємодіють з киснем і газами, слід використовувати засіб, що мінімізує вплив води і кисню. Відповідно, підвищену увагу з боку виробника буде приділятися ізоляції від вологи, пари і низьких температур. У такому разі слід додавати присадки і спеціальні пластифікатори, адже причини корозії металів різні і захищатися треба від усіх видів.

Суміш «Уризол»

Суміш «Уризол» слід розглянути окремо, так як її використовують для покриття трубопроводу. Також вона підійде для фітингів, з’єднувальних деталей, кранових вузлів і тих виробів, які постійно контактують з нафтою або газами. Даний склад потрібен для того, щоб позбутися впливу підземних і атмосферних впливів. Нерідко ця суміш також застосовується для ізоляції бетонних матеріалів. Дана речовина наноситься дуже просто, без будь-якого праці. Для того щоб обробити поверхню, необхідно використовувати розпилювач. Тільки так можна уникнути корозії металів і сплавів подібних виробів. Як тільки компоненти з’єднуються, починається реакція. З-за цього виникає полімочевина. Після цього суміш переходить в гелевидний і нетекучее стан, а після деякого часу стає твердою. Якщо швидкість полімеризації буде повільною, то почнуть утворюватися патьоки. Вони шкідливі, так як із-за них важко нарощувати товщину покриття. Потрібно зауважити, що ця суміш довгий час зберігає липке стан. За рахунок цього всі шари будуть максимально рівномірними, а проміжні виміри товщини зрівняються між собою. Якщо процес полімеризації буде занадто швидким, то адгезія складу зменшиться. При цьому товщина одержуваного шару для ізоляції буде нерівномірною. До речі, розпилювальний пістолет швидко засмічується, якщо швидкість покриття дуже швидка. Фактори корозії металів не будуть з’являтися, якщо зробити все вірно. Для того щоб попередити подібні ситуації, необхідно ретельно підбирати компоненти та дотримуватися правил виготовлення.

Дивіться також:  Кращі аксесуари до червоного плаття: фото та поради

Фарби і емалі

Захист металопластикових конструкцій можна провести за допомогою трьох способів.

Раніше вже були описані лакофарбові покриття. Вони прості, мають різноманітні колірне рішення, а також з їх допомогою можна з легкістю обробляти величезні поверхні. Так як процес корозії металу досить швидкий, то і задуматися про покритті матеріалами слід відразу ж.

Другий вид — це пластмасові покриття. Як правило, вони створюються з нейлону і ПВХ. Дане покриття буде максимально захищати від води, кислот і лугів.

Третій вид — це покриття каучуком. Найчастіше його використовують для захисту резервуарів та інших конструкцій з внутрішньої сторони.

Фосфатування і хроматування

Металеву поверхню слід правильно підготувати до процесу захисту. Те, які методи будуть використовуватися, повністю залежить від типу поверхні. Наприклад, чорні метали захищають за допомогою фосфатування. Кольорові метали можна обробляти обома методами. В цілому, якщо говорити про хімічної підготовки, необхідно уточнити, що вона проходить у кілька етапів. Для початку поверхню знежирюється. Потім промивається за допомогою води. Далі наноситься конверсійний шар. Після повторно промивається двома типами води: питної та демінералізованої відповідно. Далі залишилося провести пасивацію. Хімічну обробку слід проводити за допомогою розпилення, занурення, а також пароструйного і гідроструменевого методів. Перші два способи необхідно застосовувати за допомогою спеціальних агрегатів, які повністю підготують поверхню до роботи. Те, який метод вибрати, необхідно вирішувати залежно від розмірів, конфігурації виробу і так далі. Для того щоб краще розібратися в цьому питанні, слід знати рівняння реакцій корозії металів.

Висновок

У статті було описано, що таке виразка і які види вона має. Зараз вже будь-яка людина після прочитання цієї статті зможе зрозуміти, як захистити будь-який матеріал від старіння. За великим рахунком зробити це досить легко, знаючи всі необхідні інструкції. Головне — розуміти всі характеристики навколишнього середовища, в якій матеріал використовується. Якщо вироби знаходяться в місці, де відбуваються постійні вібрації, а також є найсильніші навантаження, то в лакофарбових покриттях будуть виникати тріщини. З-за цього на метал стане потрапляти волога, відповідно, процес корозії починається негайно. У таких випадках краще додатково використовувати гумові ущільнювачі і прокладки, тоді покриття буде служити трохи довше.

Додатково потрібно сказати, що конструкція при передчасної деформації буде швидко псуватися і старіти. Відповідно, це може привести до абсолютно непередбачуваних обставин. Це буде приносити матеріальну шкоду і може закінчитися загибеллю людини. Відповідно, захист від корозії слід приділяти особливу увагу.