Теория коррозии металлов. Почему ржавеют автомобили? Коррозия металла — причины возникновения и методы защиты

Коррозия металлов

Теория коррозии металлов. Почему ржавеют автомобили? Коррозия металла — причины возникновения и методы защиты

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:

  1. Повышенная влажность окружающей среды.
  2. Наличие блуждающих токов.
  3. 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.⁠

Оставляете заявку на сайте или по телефону

Оцениваем запрос и тех. документацию

Осматриваем объект

Подготавливаем КП

Сдаем работу заказчику

Выполняем работы

Разрабатываем рабочую документацию

Заключаем договор

Наши преимущества

Подготовленный персонал, находящийся постоянно в штате

Наличие богатого технического оснащения

Гарантийное и послегарантийное обслуживание

Самый большой спектр услуг в России

Большой опыт работы на разнотипных объектах

Источник: https://blastingservice.ru/services/udalenie-kraski/korroziya-metallov/

Коррозия металла автомобиля их причина и защита

Теория коррозии металлов. Почему ржавеют автомобили? Коррозия металла — причины возникновения и методы защиты

Коррозия является самой главной проблемой, связанной с разрушением автомобиля. Но жесткость кузова должна быть хорошей, и большое количество различных агрегатов, которые на нем находятся, должны надежно крепиться. Именно поэтому так важно вовремя предотвратить развитие ржавчины, так как восстановить металл не так-то просто.

Электрохимическая

Является самым распространенным типом поражения металла. Причиной возникновения является то, что электролитический раствор соприкасается с кузовом, в результате чего и начинается процесс окисления.

Чаще всего образуется в виде конденсата на кузове, в наименее защищенных местах.

В зазорах, которые нет возможности тщательно очистить и промыть, влага способна скапливаться на протяжении нескольких месяцев (в зависимости от климата).

Атмосферная

Возникает во время эксплуатации. Может быть трех типов: сухая, влажная и мокрая.
При сухой происходит химическое разрушение. Образуется, когда на металле нет пленки влаги. За короткое время появляется окисная пленка (поверхность начинает тускнеть), и далее (с меньшей скоростью) начинается процесс коррозии.

При влажной наоборот, образуется тонкая пленка влаги. Происходит конденсация, которая зависит от того, в каком состоянии металл и какая загрязненность у воздуха, влажность которого при этом около 60% (как и при сухой). Наиболее легкой мишенью являются трещины в лакокрасочном покрытии и всевозможные щели.

При мокрой на поверхности собираются капли, причиной появления которых является дождь или туман. Образуется пленка, которая толщиной может быть около 1 мм. Усиливают процесс окисления высокая влажность, атмосферные примеси и частицы, которые содержатся в атмосфере.

Структурная

Появляется в местах, на которых металл имеет неоднородную форму (после применения сварки). В основном сказывается на креплениях силовых агрегатов. Во многих случаях этот вид коррозии способен привести кузов в состояние, при котором жесткость будет значительно меньшей, чем должна быть, и это может серьезно отразится на безопасности.

Методы защиты

Нижние части кузова (пороги, дно, колесные арки) необходимо содержать в надлежащем состоянии, потому что они чаще подвергаются воздействию ржавчины.

Уберечь от коррозии поможет обработка этих зон специальными составами, содержащими в себе вещества, способные предотвратить появление ржавчины.

Их действие заключается в образовании защитной пленки, которая не позволяет воздуху и влаге контактировать с металлическими деталями. Есть некоторые нюансы, которые необходимо соблюдать при обработке автомобиля:

— сухая погода;

— температура выше 15 градусов;

— поверхность должна быть тщательно вымыта и высушена.

После окончания обработки важно дать полностью высохнуть раствору, иначе есть риск повреждения еще не затвердевшего слоя.

Топливный бак, радиатор и другие детали также нуждаются в защите. Будет достаточно провести обработку автоэмалью.

Перед нанесением необходимо также вымыть и высушить поверхность, при необходимости зачистив наждачной бумагой. Обработку проводить в хорошо проветриваемом помещении при температуре не ниже 15 градусов.

Нанесенный раствор высохнет уже через сутки, но при желании можно снизить время высыхания, повысив температуру в помещении.

Также можно защитить двигатель и колесные диски от коррозии. Выполнив необходимую подготовку поверхности, дополнительно очистив от масла и копоти, нанести обычную «серебрянку», которую можно найти в аэрозольных баллонах. Сохнет такая краска около 10 часов.

Любая трещина, небольшой скол или царапина могут привести к большому ремонту, если вовремя не начать борьбу с повреждением. Сейчас в каждом автомагазине можно обнаружить специальный комплект для ремонта подобного рода проблем. В них имеется наждачная бумага, обезжириватель, эмульсионный состав грунта и нитроэмаль.

Хоть автомобили и обрабатываются на заводе антикоррозийными составами, через некоторое время покрытие изнашивается. В таких случаях и придется проводить обработку мастикой. Лучше всего это делать весной, когда нет снега и льда, в котором имеются различные соли и прочие химические вещества, способные быстро испортить покрытие.

Правильно нанесенного слоя может хватить на несколько лет, но желательно ежегодно проводить обработку. Во время работы с мастикой важно контролировать, чтобы она не попала на открытую эмаль.

В случае попадания необходимо быстро воспользоваться специальным очистителем, иначе есть риск оставить пятно, которое можно будет удалить лишь перекраской.

Если на автомобиле имеются хромированные детали, их тоже необходимо правильно защитить. Для сохранения блеска на дисках, решетке радиатора, бампере и различных молдингах можно использовать определенные автомобильные лаки, в которых содержатся смолы.

Мы в Дзен

Источник: http://gaz-autoclub.ru/lifegaz/2017/02/01/korroziya-metalla-avtomobilya-ih-prichina-i-zashhita/

Причины коррозии автомобиля

Теория коррозии металлов. Почему ржавеют автомобили? Коррозия металла — причины возникновения и методы защиты

Кор­ро­зия — это физи­ко-хими­че­ский про­цесс, в кото­ром на металл дей­ству­ет вода и кис­ло­род.  Резуль­та­том кор­ро­зии явля­ет­ся пере­ход метал­ла в хими­че­ски ста­биль­ные окси­ды и соли.

Ржав­чи­на явля­ет­ся про­дук­том, кото­рый полу­ча­ет­ся в резуль­та­те кор­ро­зии. Прак­ти­че­ски все метал­ли­че­ские эле­мен­ты авто­мо­би­ля име­ют тен­ден­цию к появ­ле­нию кор­ро­зии.

Быст­рее все­го она появ­ля­ет­ся в местах повре­жде­ния лако­кра­соч­но­го покры­тия (ско­лы от кам­ней, глу­бо­кие цара­пи­ны до метал­ла и др.). У гряз­но­го авто­мо­би­ля повы­ша­ет­ся риск воз­ник­но­ве­ния кор­ро­зии. Грязь с вла­гой обра­зу­ют элек­тро­лит.

Как извест­но, при нали­чии элек­тро­ли­тов кор­ро­зия про­те­ка­ет быст­рее. Осо­бен­но это спра­вед­ли­во для осенне-зим­не­го сезо­на исполь­зо­ва­ния транс­порт­но­го сред­ства.

Кор­ро­зия может появ­лять­ся на отдель­ных местах кузо­ва в виде пятен (мест­ная кор­ро­зия). При­ме­ром может являть­ся кон­такт­ная кор­ро­зия, кото­рая воз­ни­ка­ет в местах соеди­не­ния дета­лей (точеч­ная свар­ка, бол­ты и клёп­ки). Высо­ко­му рис­ку воз­ник­но­ве­ния кор­ро­зии под­вер­га­ют­ся щели и зазо­ры кузо­ва маши­ны, в кото­рых скап­ли­ва­ет­ся и оста­ёт­ся вла­га.

Влаж­ность воз­ду­ха, а так­же его загряз­не­ние выхлоп­ны­ми и про­мыш­лен­ны­ми газа­ми, хими­че­ски­ми про­дук­та­ми и пылью, ока­зы­ва­ют вли­я­ние на ско­рость атмо­сфер­ной кор­ро­зии. Таким обра­зом, кор­ро­зия в про­мыш­лен­ных рай­о­нах, с высо­ким уров­нем загряз­не­ния воз­ду­ха может раз­ви­вать­ся быст­рее.

Кро­ме ухуд­ше­ния деко­ра­тив­ных свойств лако­кра­соч­но­го покры­тия, кор­ро­зия ослаб­ля­ет металл. Он теря­ет свою проч­ность, а при кор­ро­зии сило­вых эле­мен­тов ухуд­шать­ся без­опас­ность кузо­ва.

Лакокрасочное покрытие

Основ­ным защит­ным барье­ром метал­ла от вла­ги и кис­ло­ро­да явля­ет­ся лако­кра­соч­ное покры­тие. Оно име­ет необ­хо­ди­мые анти­кор­ро­зи­он­ные свой­ства, такие как водо­от­тал­ки­ва­ние, низ­кую газо- и паро­про­ни­ца­е­мость. Зна­че­ние име­ют адге­зия, тол­щи­на и целост­ность покры­тия. При нане­се­нии и отвер­де­ва­нии крас­ки могут воз­ни­кать дефек­ты.

В даль­ней­шем они ухуд­шат защит­ные свой­ства покры­тия, повы­сит­ся про­ни­ца­е­мость. Сама струк­ту­ра плён­ки ЛКП может иметь поры. Это обу­слов­ле­но стро­е­ни­ем, хими­че­ским соста­вом моле­кул и плот­но­стью их рас­по­ло­же­ния. Вооб­ще, любое лако­кра­соч­ное покры­тие име­ет поры. Их раз­мер чрез­вы­чай­но мал.

Так­же, при­чи­ной пори­сто­сти ЛКП может стать испа­ря­ю­щий­ся рас­тво­ри­тель при отвер­жде­нии, а так­же раз­ру­ше­ние струк­ту­ры плён­ки крас­ки в резуль­та­те ста­ре­ния. Важ­ным пара­мет­ром явля­ет­ся тол­щи­на ЛКП. Покры­тие долж­но иметь опре­де­лён­ную тол­щи­ну.

Если этот пара­метр будет умень­шен, то покры­тие будет иметь поры, и уве­ли­чи­ва­ет­ся веро­ят­ность воз­ник­но­ве­ния кор­ро­зии. При нане­се­нии лако­кра­соч­но­го покры­тия, что­бы соблю­сти нуж­ную тол­щи­ну, пра­виль­нее нано­сить несколь­ко тон­ких сло­ёв, вме­сто одно­го тол­сто­го.

Нуж­но так­же пом­нить, что уве­ли­че­ние тол­щи­ны плён­ки выше опти­маль­ных пара­мет­ров, при­ве­дёт к ухуд­ше­нию адге­зи­он­ных и защит­ных свойств. Как толь­ко нару­шит­ся адге­зия (при­ли­па­ние), сра­зу воз­ни­ка­ет опас­ность воз­ник­но­ве­ния кор­ро­зии.

 Почему ржавеет окрашенная поверхность?

Как было ска­за­но выше, лако­кра­соч­ные покры­тия нель­зя назвать абсо­лют­но непро­ни­ца­е­мы­ми. Они име­ют низ­кую про­ни­ца­е­мость вла­ги и кис­ло­ро­да, но всё же име­ют. Слиш­ком дол­гое нахож­де­ние во влаж­ной сре­де неми­ну­е­мо запу­стит про­цесс кор­ро­зии.

Важ­ным фак­то­ром воз­ник­но­ве­ния кор­ро­зии явля­ет­ся воз­дей­ствие агрес­сив­ной окру­жа­ю­щей сре­ды.

Пере­па­ды тем­пе­ра­тур, повы­шен­ная влаж­ность и загряз­нён­ный воз­дух, сол­неч­ная ради­а­ция, всё это дей­ству­ет на крас­ку и соста­ри­ва­ет её.

Кро­ме того, во вре­мя дви­же­ния на ско­ро­сти на кузов с доро­ги летят мел­кие и круп­ные твёр­дые части­цы, кото­рые посте­пен­но повре­жда­ют крас­ку.

На появ­ле­ние и раз­ви­тие кор­ро­зии ока­зы­ва­ет вли­я­ние то, где хра­нит­ся транс­порт­ное сред­ство. Авто­мо­биль дол­жен хра­нить­ся в сухом про­вет­ри­ва­е­мом поме­ще­нии. Но, к при­ме­ру, если выби­рать меж­ду хра­не­ни­ем на откры­том воз­ду­хе и непро­вет­ри­ва­е­мым сырым гара­жом, то луч­ше выбрать пер­вый вари­ант.

Песчано-солевая смесь на дорогах

В рай­о­нах, где низ­кие тем­пе­ра­ту­ры зимой посы­па­ют скольз­кие доро­ги соста­ва­ми, содер­жа­щи­ми соль. Это смесь тех­ни­че­ской соли и пес­ка, кото­рая пред­на­зна­че­на для предот­вра­ще­ния голо­лё­да и дей­ствия на уже зале­де­не­лые доро­ги. Песок помо­га­ет не раз­ле­тать­ся и не рас­пол­зать­ся соли, а так­же умень­ша­ет сколь­же­ние на доро­ге.

В резуль­та­те дей­ствия этой сме­си полу­ча­ет­ся «каша» из соли и тало­го сне­га.

Всё это агрес­сив­но дей­ству­ет на защит­ное покры­тие кузо­ва, а осо­бен­но на места, име­ю­щие мик­ро­по­вре­жде­ния это­го покры­тия.

В рай­о­нах, где доро­ги посы­па­ют пес­ча­но-соле­вой сме­сью, отдель­ные части авто­мо­би­ля, без свое­вре­мен­но­го ухо­да и обра­бот­ки, ржа­ве­ют доста­точ­но быст­ро.

Преобразователи ржавчины

Пре­об­ра­зо­ва­те­ли ржав­чи­ны необ­хо­ди­мы для борь­бы с кор­ро­зи­ей. Они содер­жат в сво­ём соста­ве орто­фос­фор­ную кис­ло­ту и дру­гие добав­ки, кото­рые дей­ству­ют на ржав­чи­ну, при­оста­нав­ли­ва­ют её рас­про­стра­не­ние и обра­зу­ют из неё защит­ный слой.

По сути ржав­чи­на ста­но­вит­ся инерт­ным соеди­не­ни­ем, никак не дей­ству­ю­щим на металл. Перед нане­се­ни­ем пре­об­ра­зо­ва­те­ля очень важ­но убрать рых­лую ржав­чи­ну.

Долж­но остать­ся толь­ко мини­маль­ное коли­че­ство ржав­чи­ны, кото­рую невоз­мож­но убрать инстру­мен­та­ми.

Суще­ству­ют, так­же, грун­ты-пре­об­ра­зо­ва­те­ли. Они пре­об­ра­зу­ют ржав­чи­ну и под­го­тав­ли­ва­ют поверх­ность к нане­се­нию сле­ду­ю­ще­го слоя необ­хо­ди­мо­го покры­тия.

Как предотвратить коррозию?

Луч­ше предот­вра­щать появ­ле­ние кор­ро­зии, так как бороть­ся с ней доста­точ­но слож­но. В боль­шин­стве слу­ча­ев при­хо­дит­ся выре­зать про­ржа­вев­шие места и вва­ри­вать ремонт­ные встав­ки, либо менять всю панель цели­ком. О спо­со­бах устра­не­ния ржав­чи­ны може­те про­чи­тать ста­тью “как убрать ржав­чи­ну с авто­мо­би­ля”.

Регу­ляр­ный уход за лако­кра­соч­ным покры­ти­ем авто­мо­би­ля и свое­вре­мен­ное вос­ста­нов­ле­ние анти­гра­вий­ных и анти­кор­ро­зи­он­ных покры­тий помо­жет про­длить срок служ­бы кузо­ва и предот­вра­тить воз­ник­но­ве­ние кор­ро­зии.

Итак, мож­но дать сле­ду­ю­щие реко­мен­да­ции и сове­ты:

  • Мой­те маши­ну каж­дые две неде­ли или 1 раз в неде­лю, осо­бен­но в сезон голо­лё­да, когда сля­коть и соль на доро­гах.
  • Не забы­вай­те мыть места под маши­ной и колёс­ные арки хотя бы 1 раз в неде­лю.
  • Ста­рай­тесь быст­ро устра­нять повре­жде­ния крас­ки. Если появи­лись при­зна­ки кор­ро­зии, то сра­зу устра­няй­те их. Если скол успеть покрыть ремонт­ной крас­кой до появ­ле­ния кор­ро­зии, то это предот­вра­тит её появ­ле­ние. Если в ско­ле ржав­чи­на нача­ла появ­лять­ся, то нуж­но счи­стить её наждач­ной бума­гой (мож­но исполь­зо­вать раз­мер абра­зи­ва P220 или мель­че), обез­жи­рить и покрыть (зама­зать кисточ­кой) ремонт­ной крас­кой цве­та кузо­ва.
  • Нано­си­те вос­ко­вый защит­ный слой. Пра­виль­ное нане­се­ние вос­ка повы­сит кор­ро­зи­он­ную стой­кость кузо­ва, а так­же даст защи­ту от повре­жде­ний. Вос­ки или спе­ци­аль­ные син­те­ти­че­ские защит­ные гер­ме­ти­ки запол­нят поры и тре­щин­ки лако­кра­соч­но­го покры­тия, обра­зуя плён­ку.
  • Дни­ще и арки нуж­но по мере необ­хо­ди­мо­сти покры­вать анти­ко­ром.
  • Боль­шин­ство мою­щих средств смы­ва­ют защит­ный воск с кузо­ва. Нуж­но не забы­вать пери­о­ди­че­ски вос­ста­нав­ли­вать защит­ное покры­тие кузо­ва.
  • Если авто­мо­биль перед мой­кой весь в соли, добавь­те в воду соду, что­бы ней­тра­ли­зо­вать соль.

При­ме­ча­ние: Нуж­но пом­нить, что любые защит­ные покры­тия нуж­но нано­сить на тща­тель­но очи­щен­ную, обез­жи­рен­ную и высу­шен­ную поверх­ность. Защит­ные покры­тия, нане­сён­ные не по пра­ви­лам, могут навре­дить лако­кра­соч­но­му покры­тию и толь­ко уско­рить воз­ник­но­ве­ние кор­ро­зии.

[adsp-pro‑4]

Печа­тать ста­тью

Источник: https://kuzov.info/prichini-korrozii-avtomobila/

Коррозия металла — причины возникновения и методы защиты

Теория коррозии металлов. Почему ржавеют автомобили? Коррозия металла — причины возникновения и методы защиты

Словосочетания «коррозия металла» заключает в себе намного больше, чем название популярной рок-группы.

Коррозия безвозвратно разрушает металл, превращая его в труху: из всего, произведенного в мире железа, 10% полностью разрушится в этот же год.

Ситуация с российским металлом выглядит примерно так — весь металл, выплавленный за год в каждой шестой доменной печи нашей страны, становится ржавой трухой еще до конца года.

Выражение «обходится в копеечку» в отношении коррозии металла более чем верно — ежегодный ущерб, приносимый коррозией, составляет не менее 4% годового дохода любой развитой страны, а в России сумма ущерба исчисляется десятизначной цифрой. Так что же вызывает коррозийные процессы металлов и как с ними бороться?

Что такое коррозия металлов

Разрушение металлов в результате электрохимического (растворение во влагосодержащей воздушной или водной среде — электролите) или химического (образование соединений металлов с химическими агентами высокой агрессии) взаимодействия с внешней средой. Коррозийный процесс в металлах может развиться лишь в некоторых участках поверхности (местная коррозия), охватить всю поверхность (равномерная коррозия), или же разрушать металл по границам зерен (межкристаллитная коррозия).

Металл под воздействием кислорода и воды становится рыхлым светло-коричневым порошком, больше известным как ржавчина (Fе2O3·H2О).

Химическая коррозия

Этот процесс происходит в средах, не являющихся проводниками электрического тока (сухие газы, органические жидкости — нефтепродукты, спирты и др.), причем интенсивность коррозии возрастает с повышением температуры — в результате на поверхности металлов образуется оксидная пленка.

Химической коррозии подвержены абсолютно все металлы — и черные, и цветные. Активные цветные металлы (например — алюминий) под воздействием коррозии покрываются оксидной пленкой, препятствующей глубокому окислению и защищающей металл.

А такой мало активный металл, как медь, под воздействием влаги воздуха приобретает зеленоватый налет — патину.

Причем оксидная пленка защищает металл от коррозии не во всех случаях — только если кристаллохимическая структура образовавшейся пленки сообразна строению металла, в противном случае — пленка ничем не поможет.

Сплавы подвержены другому типу коррозии: некоторые элементы сплавов не окисляются, а восстанавливаются (например, в сочетании высокой температуры и давления в сталях происходит восстановление водородом карбидов), при этом сплавы полностью утрачивают необходимые характеристики.

Электрохимическая коррозия

Процесс электрохимической коррозии не нуждается в обязательном погружении металла в электролит — достаточно тонкой электролитической пленки на его поверхности (часто электролитические растворы пропитывают среду, окружающую металл (бетон, почву и т.д.)).

Наиболее распространенной причиной электрохимической коррозии является повсеместное применение бытовой и технической солей (хлориды натрия и калия) для устранения льда и снега на дорогах в зимний период — особенно страдают автомашины и подземные коммуникации (по статистике, ежегодные потери в США от использования солей в зимний период составляют 2,5 млрд. долларов).

Происходит следующее: металлы (сплавы) утрачивают часть атомов (они переходят в электролитический раствор в виде ионов), электроны, замещающие утраченные атомы, заряжают металл отрицательным зарядом, в то время как электролит имеет положительный заряд.

Образуется гальваническая пара: металл разрушается, постепенно все его частицы становятся частью раствора. 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.

Другие причины коррозии металла

Развитию коррозийных процессов способствуют радиация, продукты жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий. Коррозия, вызываемая морскими микроорганизмами, наносит ущерб днищам морских судов, а коррозийные процессы, вызванные бактериями, даже имеют собственное название — биокоррозия.

Совокупность воздействия механических напряжений и внешней среды многократно ускоряет коррозию металлов — снижается их термоустойчивость, повреждаются поверхностные оксидные пленки, а в тех местах, где появляются неоднородности и трещины, активируется электрохимическая коррозия.

Меры защиты металлов от коррозии

Неизбежными последствиями технического прогресса является загрязнение нашей среды обитания — процесс, ускоряющий коррозию металлов, поскольку внешняя окружающая среда проявляет к ним все большую агрессию. Каких-либо способов полностью исключить коррозийное разрушение металлов не существует, все, что можно сделать, это максимально замедлить этот процесс.

Для минимизации разрушения металлов можно сделать следующее: снизить агрессию среды, окружающей металлическое изделие; повысить устойчивость металла к коррозии; исключить взаимодействие между металлом и веществами из внешней среды, проявляющими агрессию.

Человечеством за тысячи лет испробованы многие способы защиты металлических изделий от химической коррозии, некоторые из них применяются по сей день: покрытие жиром или маслом, другими металлами, коррозирующими в меньшей степени (самый древний метод, которому уже более 2 тыс. лет — лужение (покрытие оловом)).

Антикоррозийная защита неметаллическими покрытиями

Неметаллические покрытия — краски (алкидные, масляные и эмали), лаки (синтетические, битумные и дегтевые) и полимеры образуют защитную пленку на поверхности металлов, исключающую (при своей целостности) контакт с внешней средой и влагой.

Применение красок и лаков выгодно тем, что наносить эти защитные покрытия можно непосредственно на монтажной и строительной площадке.

Методы нанесения лакокрасочных материалов просты и поддаются механизации, восстановить поврежденные покрытия можно «на месте» — во время эксплуатации, эти материалы имеют сравнительно низкую стоимость и их расход на единицу площади невелик.

Однако их эффективность зависит от соблюдения нескольких условий: соответствие климатическим условиям, в которых будет эксплуатироваться металлическая конструкция; необходимость применения исключительно качественных лакокрасочных материалов; неукоснительное следование технологии нанесения на металлические поверхности. Лакокрасочные материалы лучше всего наносить несколькими слоями — их количество обеспечит лучшую защиту от атмосферного воздействия на металлическую поверхность.

В роли защитных покрытий от коррозии могут выступать полимеры — эпоксидные смолы и полистирол, поливинилхлорид и полиэтилен. В строительных работах закладные детали из железобетона покрываются обмазками из смеси цемента и перхлорвинила, цемента и полистирола.

Защита железа от коррозии покрытиями из других металлов

Существует два типа металлических покрытий-ингибиторов — протекторные (покрытия цинком, алюминием и кадмием) и коррозионностойкие (покрытия серебром, медью, никелем, хромом и свинцом).

Ингибиторы наносятся химическим способом: первая группа металлов имеет большую электроотрицательность по отношению к железу, вторая — большую электроположительность.

Наибольшее распространение в нашем обиходе получили металлические покрытия железа оловом (белая жесть, из нее производят консервные банки) и цинком (оцинкованное железо — кровельное покрытие), получаемые путем протягивания листового железа через расплав одного из этих металлов.

Часто цинкованию подвергаются чугунная и стальная арматура, а также водопроводные трубы — эта операция существенно повышает их стойкость к коррозии, но только в холодной воде (при проводе горячей воды оцинкованные трубы изнашиваются быстрее неоцинкованных).

Несмотря на эффективность цинкования, оно не дает идеальной защиты — цинковое покрытие часто содержит трещины, для устранения которых требуется предварительное никелерование металлических поверхностей (покрытие никелем).

Цинковые покрытия не позволяют наносить на них лакокрасочные материалы — нет устойчивого покрытия.

Лучшее решение для антикоррозийной защиты — алюминиевое покрытие. Этот металл имеет меньший удельный вес, а значит — меньше расходуется, алюминированные поверхности можно окрашивать и слой лакокрасочного покрытия будет устойчив.

Кроме того, алюминиевое покрытие по сравнению с оцинкованным покрытием обладает большей стойкостью в агрессивных средах.

Алюминирование слабо распространено из-за сложности нанесения этого покрытия на металлический лист — алюминий в расплавленном состоянии проявляет высокую агрессию к другим металлам (по этой причине расплав алюминия нельзя содержать в стальной ванне).

Возможно, эта проблема будет полностью решена в самое ближайшее время — оригинальный способ выполнения алюминирования найден российскими учеными. Суть разработки заключается в том, чтобы не погружать стальной лист в расплав алюминия, а поднять жидкий алюминий к стальному листу.

Повышение коррозийной стойкости путем добавления в стальные сплавы легирующих добавок

Введение в стальной сплав хрома, титана, марганца, никеля и меди позволяет получить легированную сталь с высокими антикоррозийными свойствами. Особенную стойкость стальному сплаву придает большая доля хрома, благодаря которому на поверхности конструкций образуется оксидная пленка большой плотности.

Введение в состав низколегированных и углеродистых сталей меди (от 0,2% до 0,5%) позволяет повысить их коррозийную устойчивость в 1,5-2 раза.

Легирующие добавки вводятся в состав стали с соблюдением правила Таммана: высокая коррозийная устойчивость достигается, когда на восемь атомов железа приходится один атом легирующего металла.

Меры противодействия электрохимической коррозии

Для ее снижения необходимо понизить коррозийную активность среды посредством введения неметаллических ингибиторов и уменьшить количество компонентов, способных начать электрохимическую реакцию. Таким способом будет понижение кислотности почв и водных растворов, контактирующих с металлами.

Для снижения коррозии железа (его сплавов), а также латуни, меди, свинца и цинка из водных растворов необходимо удалить диоксид углерода и кислород. В электроэнергетической отрасли проводится удаление из воды хлоридов, способных повлиять на локальную коррозию.

С помощью известкования почвы можно снизить ее кислотность.

Защита от блуждающих токов

Снизить электрокоррозию подземных коммуникаций и заглубленных металлоконструкций возможно при соблюдении нескольких правил:

  • участок конструкции, служащий источником блуждающего тока, необходимо соединить металлическим проводником с рельсом трамвайной дороги;
  • трассы теплосетей должны размещаться на максимальном удалении от рельсовых дорог, по которым передвигается электротранспорт, свести к минимуму число их пересечений;
  • применение электроизоляционных трубных опор для повышения переходного сопротивления между грунтом и трубопроводами;
  • на вводах к объектам (потенциальным источникам блуждающих токов) необходима установка изолирующих фланцев;
  • на фланцевой арматуре и сальниковых компенсаторах устанавливать токопроводящие продольные перемычки — для наращивания продольной электропроводимости на защищаемом отрезке трубопроводов;
  • чтобы выровнять потенциалы трубопроводов, расположенных параллельно, необходимо установить поперечные электроперемычки на смежных участках.

Защита металлических объектов, снабженных изоляцией, а также стальных конструкций небольшого размера выполняется с помощью протектора, выполняющего функцию анода.

Материалом для протектора служит один из активных металлов (цинк, магний, алюминий и их сплавы) — он принимает на себя большую часть электрохимической коррозии, разрушаясь и сохраняя главную конструкцию.

Один анод из магния, к примеру, обеспечивает защиту 8 км трубопровода.

© Абдюжанов Рустам, специально для рмнт.ру

18.03.10

Источник: https://www.rmnt.ru/story/metal/korrozija-metalla-prichiny-vozniknovenija-i-metody-zaschity.225345/

WikiMedForum.Ru
Добавить комментарий