Устойчивые к коррозии металлы и сплавы: виды, сферы применения

Различают несколько видов агрессивных сред, оказывающих негативное воздействие на металлоконструкции: воздух, грунт, газ и жидкости (вода и химически активные составы). Уже на этапе проектирования предусматривается защита металлоконструкций от коррозии согласно действующим нормам в строительстве (СНиП).

Общие принципы

Все защитные способы условно выделены в две основные группы.

Первая предусматривает необходимые мероприятия непосредственно в процессе производства:

  • повышение стойкости к ржавчине путем определенных изменений в химическом составе материала;
  • изоляция металла от агрессивных воздействий.

Вторая группа охватывает методы противодействия в эксплуатационном периоде:

  • понижение степени агрессивности среды;
  • уменьшение коррозийных процессов, основываясь на действии закона гальваники.

Конкретные способы защиты металлоконструкций от коррозии имеют свои этапы подготовки и технологию выполнения, определяемые соответствующими ГОСТ и ТУ.

Легирование

Известный и эффективный метод придания металлу высокой антикоррозийной стойкости. Это ничто иное, как популярная во всех сферах жизни «нержавейка» – сталь с введением в ее состав хрома, меди, вольфрама, никеля. Такие добавки придают пассивность металлу и заодно повышают его жаропрочные характеристики.

Катодная защита

Метод, достаточно часто используемый для защиты металлоконструкций от коррозии. Применяется в тех случаях, когда металл не имеет склонности к пассивации. Суть метода проста: к изделию подается внешний электроток от отрицательного полюса, который обеспечивает поляризацию катодных участков коррозионных составляющих и поднимает значение потенциала до анодных. После прикрепления положительного полюса источника тока к аноду коррозия защищаемого изделия становится почти нулевой.

Анод требует периодической замены, так как со временем происходит его разрушение.

  • Способы катодной защиты: поляризация от внешнего источника электротока, торможение развития катодного процесса, связь с металлом, имеющим более электроотрицательный потенциал свободной коррозии в определенной среде (протекторная защита).
  • С помощью поляризации от внешнего источника электротока защищают конструкции, находящиеся в почве и в воде, цинк, олово, алюминий и его сплавы, титан, медь и ее сплавы, свинец, высокохромистые, углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали.
  • Роль внешнего источника электротока выполняют станции катодной защиты. Их главные составляющие — выпрямитель, токоподвод к защищаемому объекту, анодные заземлители, электрод сравнения и анодный кабель.
  • Катодная защита может быть использована в качестве самостоятельного или дополнительного способа коррозионной защиты.

Основной показатель результативности метода – защитный потенциал. Защитным называют тот потенциал, при котором быстрота коррозионного процесса металлического изделия становится минимальной.

Однако катодная защита обладает определенными недостатками. Один из них – опасность перезащиты. Такой эффект может наблюдаться в случае большого смещения потенциала защищаемого изделия в отрицательную сторону. Вследствие этого разрушаются защитные оболочки, начинается водородное охрупчивание металла, коррозионное растрескивание.

Металлы и сплавы, устойчивые к коррозии

Итак, выше было сказано, что техническое железо наиболее уязвимо негативному влиянию окружающей среды. При этом важно отметить, что химически чистое железо практически не ржавеет (доказательством тому служит множество примеров хорошо сохранившихся исторических железных артефактов).

Возникает вопрос, почему бы современному обществу не использовать чистое железо. Дело в том, что без примесей железо теряет ряд своих свойств, а потому не пригодно для применения в ряде сфер.

В чистом виде не подвержены коррозии алюминий, медь, олово, цинк, латунь.

Иногда именно их используют для покрытия металла с целью предотвращения его прямого контакта с окружающей средой. Таким образом, металлические изделия хромируют, никелируют, цинкуют и т.д. Например, при покрытии железа оловом (лужение) получают белую жесть, часто используемую в производстве консервной тары.

Лёгкие нержавеющие сплавы традиционно содержат примеси все тех же устойчивых к коррозии металлов — алюминий, титан, мельхиор, латунь, бронза.

Особенности возникновения гальванических пар

Одной из проблем при использовании изделий из титана может стать возникновение процесса электрохимической коррозии. Есть несколько основных случаев, при которых могут появляться коррозийные гальванические пары:

  • Соприкосновение с электролитом. Это актуально в том случае, если применяется два металла разного типа. Они могут находиться в скрепленном друг с другом состоянии. Также есть большая вероятность того, что коррозия титана станет сильнее, если есть контакт между металлами с разным уровнем активности.
  • При контакте металлов с материалами, выступающими в качестве полупроводника. При этом у свободного металла может накапливаться отрицательный заряд, который в соединении становится положительным.
  • Накапливание в воздухе электролита или контакт с ним в растворе. Электрохимическая коррозия титана в таком состоянии может стать еще более быстрой и интенсивной.
Читайте также:  Древесно-полимерный композит или жидкое дерево

Стоит также обратить внимание на то, в какой ситуации используется металл. В ряде случаев для обеспечения оптимальной защиты, можно будет просто изменить условие эксплуатации или устранить потенциально-опасное соседство.

Все способы защиты от коррозии металла, их плюсы и минусы

Под воздействием внешних факторов (жидкости, газы, агрессивные химические соединения) разрушаются любые материалы. Не являются исключением и металлы. Коррозийные процессы нейтрализовать полностью невозможно, но вот снизить их интенсивность, повысив тем самым эксплуатационный срок металлоконструкций или иных, в состав которых входит «железо», вполне возможно. 

Способы антикоррозийной защиты

Все способы защиты от коррозии можно условно классифицировать как методики, которые применимы или до начала эксплуатации образца (группа 1), или уже после его ввода в строй (группа 2).

Первая

  • Повышение сопротивляемости «химическому» воздействию.
  • Исключение прямого контакта с агрессивными веществами (изоляция поверхностная).

Вторая

  • Снижение степени агрессивности окружающей среды (в зависимости от условий эксплуатации).
  • Использование ЭМ полей (к примеру, «наложение» внешних эл/токов, регулирование их плотности и ряд других методик).

Применение того или иного способа защиты определяется индивидуально для каждой конструкции и зависит от нескольких факторов:

  • вид металла;
  • условия его эксплуатации;
  • сложность проведения антикоррозийных мероприятий;
  • производственные возможности;
  • экономическая целесообразность.

В свою очередь, все методики подразделяются на активные (подразумевающие постоянное «воздействие» на материал), пассивные (которые можно охарактеризовать как многоразового применения) и технологические (использующиеся на этапе изготовления образцов).

Активные

Катодная защита

Целесообразно использовать, если среда, с которой контактирует металл – электропроводящая. На материал подается (систематически или постоянно) большой «минусовой» потенциал, который делает в принципе невозможным его окисление.

Протекторная защита

Заключается в катодной поляризации. Образец связывается контактом с материалом, который более подвержен окислению в данной токопроводящей среде (протектором). По сути, он является своего рода «громоотводом», принимая на себя весь «негатив», который создают агрессивные вещества. Но такой протектор нуждается в периодической замене на новый.

Поляризация анодная

Применяется крайне редко и заключается в поддержании «инертности» материала по отношению к внешним воздействиям.

Пассивные (поверхностная обработка металла)

Создание защитной пленки

Все способы защиты от коррозии металла, их плюсы и минусы

Одна из самых распространенных и малозатратных методик борьбы с коррозией. Для создания поверхностного слоя используются вещества, которые должны соответствовать следующим основным требованиям – быть инертными по отношению к агрессивным хим/соединениям, не проводить эл/ток и обладать повышенной адгезией (хорошо скрепляться с основой).

Все используемые вещества в момент обработки металлов находятся в жидком или «аэрозольном» состоянии, от чего зависит и способ их нанесения – окраска или напыление. Для этого применяются лакокрасочные составы, различные мастики и полимеры.

Прокладка металлоконструкций в защитных «желобах»

Это характерно для разного вида трубопроводов и коммуникаций инженерных систем. В данном случае роль изолятора играет воздушная «прослойка» между внутренними стенками канала и поверхностью металла.

Фосфатирование

Металлы подвергаются обработке специальными средствами (окислителями). Они вступают с основой в реакцию, в результате чего на ее поверхности происходит отложение малорастворимых хим/соединений. Довольно эффективный способ защиты от влаги.

Покрытие более устойчивыми материалами

Как вариант – защита керамикой, стеклом, покрытие бетоном, цементными растворами  (обмазка) и так далее.

Пассивация

Смысл заключается в том, чтобы резко снизить химическую активность металла. Для этого производится обработка его поверхности соответствующими спецреактивами.

Снижение агрессивности среды

  • Использование веществ, которые снижают интенсивность коррозийных процессов (ингибиторов).
  • Осушка воздуха.
  • Его хим/очистка (от вредных примесей) и ряд других методик, которые могут применяться и в быту.
  • Гидрофобизация почвы (засыпки, введение в нее спецвеществ) с целью снижения агрессивности грунта.

Обработка ядохимикатами

Используется в случаях, когда есть вероятность развития так называемой «биокоррозии».

Технологические способы защиты

Легирование

Самый известный способ. Смысл в том, чтобы на основе металла создать сплав, инертный по отношению к агрессивным воздействиям. Но реализуется только в промышленных масштабах.

Как следует из приведенной информации, не все методики антикоррозийной защиты можно применять в быту. В этом плане возможности «частника» существенно ограничены.

Декорирование металлических конструкций с помощью краски по ржавчине

Универсальность позволяет наносить краску по металлу 3 в 1 по ржавчине даже на необработанные ранее поверхности, с наличием коррозии. Качества грунтовки уже присущи этому виду эмали, она идеально ложиться на поверхность, создавая тем самым гладкий слой, который, к тому же, выглядит довольно эстетично.

Именно, из – за, простоты применения, такие эмали пользуются высоким спросом у покупателей, ведь стоят они не сильно дороже обычных, но при этом экономят время на антикоррозийную обработку. К тому же, защитные свойства обычных составов могут нарушаться, если предварительная подготовка поверхности была проведена недостаточно тщательно.

Эмаль для металла по ржавчине выпускается в различных формах, но в чем бы не находилась эмаль, наносить ее следует соблюдая алгоритм:

  • счищается верхний слой коррозии, легко поддающийся отслоению. Лучше всего для этого использовать шпатель или жесткую наждачную бумагу;
  • далее основа протирается растворителем, после чего нужно подождать, пока она высохнет;
  • подготовка эмали к нанесению: перемешивание вместе с растворителем, тщательное встряхивание аэрозоля.
  • кисть желательно брать без отпадающих щетинок, или же пройтись по ней наждачкой, чтобы ворс не оставался на основе.
  • непосредственное нанесение на основу равномерным слоем с последующим высыханием;
  • наносится второй и при необходимости – третий слой покрытия.

Главное, чтобы в результате окрашивания не образовывались потеки. Такой проблемы нету, если защитная отделка выполняется аэрозолем или пульверизатором. Но тогда, необходимо нанести минимум три слоя для равномерного покрытия поверхности.

Проводить процедуру стоит только, если температура окружающей среды ниже 30 градусов и с умеренной влажностью воздуха. Антикоррозийные свойства покрытия держатся как минимум 5 лет, без дополнительных подкрашиваний.

На сегодняшний день существует много защитных средств для стали, в том числе и красок 3 в 1 по металлу. Правильное соблюдение инструкций к применению и четкое следование алгоритмов действий, поможет надежно обработать поверхность от коррозии на долгое время.

Покрытие металлами

Довольно часто применяют именно этот способ. Металлы покрывают слоями других металлов. Несколько вариантов нанесения их на основную поверхность:

  • горячим покрытием ;
  • гальваническим покрытием ;
  • металлизацией;
  • диффузионным покрытием ;
  • при помощи газофазной реакции;

Вариантов и методов нанесения металлических покрытий очень много.

В производстве обычно используется химическое нанесение металлических покрытий на изделия.

Всегда важно досконально изучить все методы и средства защиты от коррозии , их достоинства и недостатки,чтобы потом применить именно тот, который необходим в той или иной ситуации. В наше время достаточно много информации представлено в различных источниках (интернет, телевидение,радио, пресса).

Компания Докер Кемикал ГМбХ Рус производит различные высокоэффективные средства для борьбы с коррозией в том числе без кислоты!

NITTRON — Нейтральный преобразователь ржавчины с усиленными ингибиторами

  • Хороший преобразователь ржавчины
  • Лучший преобразователь ржавчины

Лучшие антикоррозийные средства для днища

Антикор для днища автомобиля в первую очередь обеспечивает защиту металлической поверхности от электролитов. Он должен быть эластичным, прочным и выдерживать климатические условия. Чаще всего покупают битумную мастику, которая защищает от механического воздействия и не разрушается при столкновении с препятствиями. Также в продаже есть материалы, замедляющие коррозию.

Runway

В состав средств этой линейки входит полимерная смесь, которая надежно защищает покрытие. Днище становится устойчивым к любому механическому повреждению и воздействию ржавчины. Купить такой антикор можно недорого в любом автосалоне. Особой популярностью пользуется гальваническое покрытие, в состав которого входит цинк. Химическая реакция с механической поверхностью образует крепкую пленку серого оттенка. Также материал используют при грунтовке кузова перед покраской. Это хороший вариант для холодных зим и длительных морозов.

Лучшие антикоррозийные средства для днища

Достоинства

  • Низкая цена;
  • Эффективно оберегает от коррозии;
  • Защищает на три года;
  • Моментально сохнет;
  • Продается в любых магазинах.

Недостатки

  • Плохо изолируют от шума;
  • Попадаются аэрозоли низкого качества.

Состав часто покупают в северных городах. Покупателей привлекает доступная цена и приемлемое качество товара.

Valvoline

Лучшим продуктом этой компании считается Tectyl Bodysafe. В состав этой актикоррозийки входит цинк, который выносит тяжелые условия эксплуатации. Состав средней вязкости расфасован в ведрах емкостью 1 и 5 литров. Средство легко наносится и без проблем проникает в щели. По отзывам покупателей, антикор долговечен, ему не страшны резкие перепады температуры. Также он отличается хорошими ингибирующими свойствами. Даже при длительном воздействии соли и отрицательных температур покрытие остается прочным.

Лучшие антикоррозийные средства для днища

Достоинства

  • Качественное проникновение в микротрещины;
  • Устойчивость к морозам;
  • Не разрушается при воздействии соли;
  • Стойкое покрытие;
  • Большой выбор товаров.

Недостатки

  • Высокая цена;
  • Низкая шумоизоляция.

Так как у средства слабая защита от ударов камнями, рекомендуется двойная обработка днища автомобиля антикором. Для равномерного нанесения требуется тщательно высушенная поверхность.

Liqui Moly Unterboden-Schutz

Этот антикор для днища кузова популярен как в России, так и у зарубежных покупателей. Изделие от германского бренда славится хорошей адгезией и стабильными свойствами. Слой надолго остается эластичным и прочным. При этом предотвращается появление ржавчины на металле. В продаже имеется баллончик емкостью 1 л черного цвета. Несмотря на высокое качество, цена на изделие оптимальна и доступна каждому автолюбителю. Дополнительно можно приобрести спрей, позволяющий ухаживать за металлическими деталями машины.

Лучшие антикоррозийные средства для днища

Достоинства

  • Надежные антикоррозийные свойства;
  • Легко ложится на любую поверхность;
  • Имеет хорошую эластичность;
  • Доступная цена;
  • Быстро сцепляется.

Недостатки

  • Отсутствуют отталкивающие свойства.

Поверхность восприимчива к грязи и пыли, что может не понравиться. Для получения прочного слоя потребуется дважды обрабатывать днище.

Порошковая окраска

Специалисты в промышленных условиях пользуются стандартами, позволяющими определить степень очистки металлической поверхности от коррозии. Для России это ГОСТ , также используется международный стандарт ISO 8501-1. В домашних условиях такая оценка не проводится, но кое-что о ней знать все же нужно.

Считается, что даже самый качественный слой покраски не способен защитить металл от коррозии, если его поверхность плохо подготовлена:

  • степень подготовки St1 – поверхность без подготовки, срок эксплуатации такой детали – всего 5-10% от максимально возможной;
  • при очистке щетками достигается степень подготовки St2, срок эксплуатации повышается до 10-15% от возможного;
  • при очистке другими механическими инструментами (St2-3) срок эксплуатации составит 20-50% от максимума;
  • при химическом травлении – 60-80%;
  • при пескоструйной обработке (St 3) – 100%.
Читайте также:  Утеплители: виды и характеристики, применение и цена

1. Безвоздушный.

2. Воздушный.

Если мы говорим об автомобилях, то коррозия чаще всего проявляется на кузове машины. Понятно, что любой автовладелец заинтересован в «здоровье» своего «питомца», и регулярные обновления антикоррозионной защиты – полностью на совести хозяина. Но бывает и так , что коррозия находит лазейки, или в силу каких-то обстоятельств на защитном слое появляются уязвимые участки.

При обнаружении малейших признаков поражения необходимо сразу же принимать меры, иначе очаг активного окисления будет не только расширяться, но и уходить вглубь металла. Если же металлический лист будет проеден ржавчиной насквозь, то тогда придется использовать другие, более дорогостояще способы ремонта.

Здесь нужно действовать быстро: если спохватиться вовремя, то еще можно вернуть поврежденному участку первоначальный внешний вид(при условии правильно подобранного оттенка краски).

Удаление ржавчины с кузова автомобиля — нанесение преобразователя с помощью кисточки

Любое из выбранных средств от ржавчины должно использоваться в установленной последовательности. Только в этом случае можно добиться необходимого эффекта:

  • Первым шагом поврежденный участок необходимо аккуратно очистить от рыхлой ржавчины, применив металлическую щетку, а затем наждачную бумагу нужной зернистости.
  • Далее, поверхность обрабатывается преобразователем ржавчины;
  • Следующим шагом обработанная зона промывается несколько раз (если это оговорено в инструкции преобразователя ржавчины, так как иногда этого делать не требуется.)
  • После этого производится просушка металлической поверхности ветошью или же с помощью строительного фена;
  • По готовности поверхности – переходят к покрасочным работам.

При очистке может обнаружиться, что ржавчина уже сделала в металле сквозное отверстие. Если оно совсем небольшое, то его можно попробовать заделать шпаклевкой с применением стеклоткани. В случае если отверстие достигло значительных размеров, без приваривания заплатки не обойтись, а для этого потребуется специальное оборудование и, естественно¸ устойчивые навыки по проведению подобных ремонтно-восстановительных работ.

Зачистка поврежденного коррозией участка

Восстановление поврежденного коррозией участка с использованием преобразователя и грунта производится в примерно такой последовательности:

  • Очистка металла от рыхлых слоев ржавчин.
  • Обезжиривание очищенного участка.
  • Обработка преобразователем ржавчины.
  • При необходимости далее идет этап шпаклевки, а после ее высыхания — шлифовки.
  • Затем поверхность снова обезжиривается.
  • Следующий этап — это нанесение защитного грунта одним или двумя слоями.
  • Далее идет два-три слоя адгезионной грунтовки;
  • После этого отремонтированное место окрашивается в несколько слоев.
  • Сверху краски наносится специальный лак.

Выполняя все работы с применением антикоррозионных химических средств, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Обязательным условием считается использование защитных средств —резиновых перчаток, очков и респиратора. При необходимости следует закрыть окружающую поврежденный участок поверхность металла, чтобы исключить вероятность попадания и преобразователя и грунтовки, и финишных лакокрасочных материалов.

* * * * * * *

Надо сразу сказать, что полное восстановление сильно пораженного участка с его последующей финишной покраской – задача довольно сложная, и не всем поддающаяся. То есть при сомнениях в получении приемлемого результата лучше все же обратиться к специалистам. Это недёшево, и поэтому оптимальный выход – постараться не доводить свою технику до состояния, требующего такого вмешательства. То есть пресекать появление и развитие пораженных коррозией участков, как говорится, «в зародыше». Средств для этого — немало.

Способы защиты металла от коррозии

Использование специальных антикоррозийных защитных покрытий. Для того чтобы средство эффективно справлялось с проблемой оно должно обладать рядом свойств:

  • износостойкость и твердость;
  • высокий уровень адгезии;
  • близкая по значению величина теплового расширения с величиной металлоконструкции;
  • максимальное ограждение от негативных воздействий окружающей среды.

Использование органических неметаллических покрытий. Одним из самых доступных и практичных средств является лакокрасочное покрытие.

Способы защиты металла от коррозии

Во-первых, такой способ отличается:

  • экономичностью;
  • использованием различных расцветок, что придает некоторую эстетичность внешнему виду металлоконструкции;
  • элементарностью восстановления защитного слоя, в ситуации его повреждения.

Данный способ имеет и ряд негативных свойств:

  • низкий уровень термостойкости;
  • низкий уровень влагостойкости;
  • низкий уровень устойчивости к механическим воздействиям.

Использование неметаллических неорганических покрытий. Один из более эффективных средств является создание защитной пленки на металлической конструкции при химическом воздействии. Чаще всего покрывают металл фосфатной или оксидной пленкой.

Способы защиты металла от коррозии
  • фосфатные пленки. Используются в качестве защиты цветных и черных металлов. Изделие опускается в раствор цинка или марганца с кислыми солями. В ходе реакции на металле образуется защитная пленка и уже на нее можно наносить краску или лак. Такой способ более эффективный, чем просто покрытие пленкой или лаком;
  • оксидные пленки. Наносится в случае, когда геометрические данные нужно оставить в неизменном виде, например, точные приборы, оружие.