Почему ржавеет металл

Содержание
  1. Как мы страдаем от ржавчины
  2. Ущерб, ущерб..
  3. Виды коррозии и ее причины
  4. Типы ржавчины
  5. Химическая и электрохимическая коррозия
  6. Что делать, чтобы металл долго не ржавел? Почему ржавчина поражает металлы?
  7. Ржавчина на металле — причины ее возникновения
  8. Народные средства
  9. Полезные материалы
  10. Вред от ржавчины или почему с ней нужно бороться
  11. Чем обработать ржавчину перед покраской
  12. Очистка металла от ржавчины — специальные препараты и механические способы
  13. Использование преобразователя ржавчины
  14. Чем отмыть нержавейку от ржавчины?
  15. Может ли нержавейка ржаветь?
  16. Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии
  17. Пассивный слой
  18. Виды коррозии нержавеющей стали
  19. Щелевая коррозия нержавеющих сталей
  20. Общая поверхностная коррозия
  21. Точечная коррозия (питтинг)
  22. Интеркристаллическая коррозия
  23. Контактная коррозия
  24. Что такое ржавчина. Виды и причины коррозии | Полезные статьи о металлопрокате
  25. Виды коррозии различных металлов
  26. От чего может ржаветь металл
  27. Способы защиты металла от коррозии
  28. Виды и способы удаления коррозии металла
  29. Что такое коррозия?
  30. Причины возникновения
  31. Виды
  32. По цвету
  33. Желтая
  34. Коричневая
  35. Красная
  36. Черная
  37. По механизму протекания
  38. Химическая
  39. Электрохимическая
  40. По типу агрессивной среды
  41. Атмосферная
  42. Газовая
  43. Радиационная
  44. Подземная
  45. Контактная
  46. Коррозия током
  47. Коррозийная кавитация
  48. Коррозия под напряжением
  49. Фреттинг-коррозия
  50. По характеру разрушения
  51. Сплошная
  52. Избирательная
  53. Местная
  54. Подповерхностная
  55. Межкристаллическая
  56. Щелевая
  57. Возможные последствия
  58. Методы защиты
  59. Нанесение защитного покрытия
  60. Ржавчина
  61. Химические реакции
  62. Причины ржавления
  63. Происходящие реакции
  64. Предотвращение ржавления
  65. Гальванизация
  66. Катодная защита
  67. Лакокрасочные и другие защитные покрытия
  68. Покрытие слоем металла
  69. Воронение
  70. Снижение влажности
  71. Ингибиторы
  72. Экономический эффект

Как мы страдаем от ржавчины

Почему ржавеет металл

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

Ущерб, ущерб..

Все видели эти оранжево-бурые или желтоватые пятна ржавчины на металлических деталях. Экономический ущерб от коррозии металлов огромен.

В США и Германии подсчитанный ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составляют примерно 3 % ВВП.

При этом потери металла, в том числе из-за выхода из строя конструкций, изделий, оборудования, составляют до 20 % от общего объема производства стали в год. По России точные данные о потерях от коррозии не подсчитаны.

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

Виды коррозии и ее причины

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

Коррозии подвержены не только металлы, но и неметаллические изделия. В этом случае коррозию еще называют «старением». Старению подвержены пластмассы, резины и другие вещества. Для бетона и  железобетона существует термин “усталость”.

Происходит их разрушение или ухудшение эксплуатационных характеристик из-за химического и физического воздействия окружающей среды.

Корродируют и металлические сплавы – медь, алюминий, цинк: в процессе их коррозии на поверхности изделий образуется оксидная пленка, плотно прилегающая к поверхности, что значительно замедляет дальнейшее разрушение металла (а патина на меди еще и придает ей особый шарм).

Драгоценные  металлы являются таковыми не только из-за своей красоты, ценимой ювелирами, но и за счет стойкости к коррозии. Золото и серебро до сих пор используется для покрытия особо чувствительных электронных контактов а платина применяется в космической отрасли.

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

Типы ржавчины

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

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

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

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

4. Красная ржавчина – химическая формула Fe2O3•H2O (оксид железа трехвалентный). Возникает под воздействием кислорода и воды, самый частый тип, процесс протекает равномерно и затрагивает всю поверхность.

В отличии от всех вышеперечисленных не столь опасных для железа видов окисления этот в своей толще образует гидроксид железа, который, начиная отслаиваться, открывает для разрушения все новые слои металла. Реакция может продолжатся до полного разрушения конструкции.

 Применяется при выплавке чугуна и как краситель в пищевой  промышленности. Встречается в природе в естественном виде под названием гематид.

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

Химическая и электрохимическая коррозия

Железо ржавеет, если в нем есть добавки и примеси (например, углерод) и при этом контактирует с водой и кислородом. Если же в воде растворена соль (хлорида натрия и калия), реакция становится электрохимической и процесс ржавления ускоряется.

Массовое применение этих солей как в бытовой химии так и для борьбы с льдом и снегом делают электрохимическую коррозию очень распространенным и опасным явлением: потери в США от использования солей в зимний период составляют 2,5 млрд. долларов.

При одновременном воздействии воды и кислорода образуется гидроксид железа, который, в отличие от оксида, отслаивается от металла и никак его не защищает. Реакция продолжается либо до полного разрушения железа, либо пока в системе не закончится вода или кислород.

Электрохимическую коррозию могут вызывать блуждающие токи, возникающие при утечке из электрической цепи части тока в водные растворы или в почву и оттуда — в конструкции из металла.

В тех местах, где блуждающие токи выходят из металлоконструкций обратно в воду или в почву, происходит разрушение металлов. Особенно часто блуждающие токи возникают в местах движения наземного электротранспорта (например, трамваев и ж/д локомотивов на электрической тяге).

Всего за год блуждающие токи силой в 1А способны растворить железа — 9,1 кг, цинка — 10,7 кг, свинца — 33,4 кг.

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

Что делать, чтобы металл долго не ржавел? Почему ржавчина поражает металлы?

Почему ржавеет металл
Появление ржавчины на металлических поверхностях и деталях — это очень распространенное явление, с которым сталкиваются зачастую не только автомобилисты. Коррозия — это химическая реакция, в результате которой происходит повреждение металла.

Очистка железа от ржавчины в домашних условиях — это один из часто задаваемых вопросов, который не имеет определенного ответа.

В материале рассмотрим всевозможные способы борьбы с коррозией, и какие для этого понадобятся инструменты, препараты и подручные средства.

Ржавчина на металле — причины ее возникновения

Первый и очень важный вопрос, с которого нужно начать бороться с коррозией, подразумевает выяснение причины ее возникновения. Узнав причины появления реакции, можно не только подобрать оптимальный способ удаления коррозии, но и не допустить повторного ее появления.

Почему ржавеет металл? Основная причина появления реакции — это состав металла. Состоит он из различных соединений, таких как кислород, углерод, сера и прочие. Именно эти компоненты становятся следствием появления ржавых пятен на металлических деталях, помещенных в воду или влажную среду.

! Чистые металлы не подвергаются ржавлению, а к таковым относится золото, серебро и платина.

Металл, контактирующий с воздухом, образует оксиды, а с влагой — гидроксиды. Воздействие влаги и кислорода на металл способствует его разрушению, и чем меньше толщина стали, тем быстрее происходит процесс его разрушения.

Это явление называется коррозией, а результат ее возникновения — ржавчина. Избежать возникновения этих процессов практически невозможно, но применяются различные способы и методы, позволяющие снизить скорость развития коррозии.

Коррозия представляет собой длительный процесс, поэтому для разрушения металлических изделий требуется большой промежуток времени, который напрямую зависит от толщины железа. Из этого следует, что основными причинами появления ржавчины на металле являются следующие факторы:

  1. Воздействие кислорода и влаги на необработанный металл. При этом вовсе не обязательно деталь должна находиться во влажном помещении. Если хранить металлическое изделие в сухом и проветриваемом помещении, то признаки коррозии также образуются спустя некоторое время.
  2. Отсутствие специальных защитных покрытий — к ним относятся не только лаки и краски, но и цинковые покрытия, обеспечивающие высокоэффективную защиту от разрушительного воздействия коррозии.
  3. Тип стали — высоколегированные стали подвержены ржавлению с меньшей интенсивностью, что обусловлено низким процентным содержанием в составе углерода. Однако такие стали достаточно дорогие, поэтому они используются для изготовления различных высокоточных деталей или расходных материалов для электроинструмента.

Многие ошибочно полагают, что не ржавеет еще такой вид стали, как нержавейка.

Не будем вдаваться в подробности состава этого материала, но стоит отметить, что даже нержавеющая сталь подвержена процессу коррозии.

Связано это, прежде всего, с тем, что хромовая пленка, образующаяся при контакте с кислородом, и тем самым защищающая металл от ржавления, повреждается, что в итоге приводит к появлению ржавчины.

Подводя краткий итог, нужно отметить, что ржавление металла — это нормальное природное явление, которое для человека является глобальной проблемой. И речь идет не только о проблемах со ржавеющим кузовом авто, но и такими глобальными катастрофами, как затопление кораблей, разрушение мостов и т.п., спровоцированных посредством ржавления металла.

Народные средства

Очищать металл можно подручными материалами:

  • Лимон и уксус помогают избавиться от легкого налета. Ингредиенты смешиваются в одинаковых пропорциях. После обработки железа нужно подождать 2 часа. Затем смывают, вытирают насухо.
  • Картофель оказывает разрушительное воздействие на ржавый налет. Картофель разрезают, хорошо солят, прикладывают к пятнам. Продукты окисления смываются с изделий.
  • Пищевая сода отличается высокой эффективностью. Порошок разбавляется водой до образования густой смеси. Нужно подождать 30 минут, затем вытереть насухо поверхность и удалить оставшуюся грязь.

Непросто обработать ржавчину, чтобы железо не портилось. За качественные средства придется заплатить немалые деньги. Чтобы добиться идеального результата после очистки, придется организовать специальные условия. Это могут позволить себе только крупные промышленные предприятия.

Полезные материалы

Уксус помогает бороться с коррозией, удаляет коричневый налет. Им можно воспользоваться, чтобы очистить монету, лезвие ножа, ключ, украшение.

Лайм с солью – самая эффективная комбинация. Изделие обрабатывают соком, солят, очищают кожурой лайма.

Щавелевая кислота – агрессивное средство, пары, выделяемые в результате химической реакции, воздействуют на слизистую дыхательных путей, поэтому необходима защита. Помещение при этом проветривается. Кислоту растворяют в воде, кладут туда предмет, налет удаляют старой зубной щеткой.

Вред от ржавчины или почему с ней нужно бороться

Опасность коррозии известна всем. Кроме того, что портится внешний вид металлической детали, так она еще и начинает терять свои механические свойства — прочность, упругость, жесткость и т.п.

Многие не обращают внимания на появление ржавых пятен, которые со временем увеличиваются в размерах. опасность коррозии в том, что она разъедает металл внутри, делая его в итоге непригодным к эксплуатации.

В итоге приходится покупать новые детали, что вызывает дополнительные затраты.

Причины необходимости борьбы со ржавчиной известны. Делать это необходимо не только с той целью, чтобы уберечь деталь от полной непригодности, но и с эстетических целей. Причем подходить к процессу борьбы с коррозией нужно ответственно. Неправильный подход приведет к тому, что процесс ржавления только ускорится, и уже за короткий промежуток времени произойдет выход ее из строя.

Чем обработать ржавчину перед покраской

Возникновение ржавчины на металлических поверхностях – плохой знак. И дело здесь не только в непривлекательном виде.

Любая коррозия со временем приводит к частичному или полному разрушению изделий из металла, если своевременно не предпринять эффективные меры по устранению данного дефекта.

Рассмотрим, чем лучше обработать ржавчину и как предотвратить ее появление в дальнейшем, перед нанесением краски.

Очистка металла от ржавчины — специальные препараты и механические способы

Для борьбы с коррозией металла существует три основных способа — использование химических соединений, механическое и электрохимическое воздействие (обработка). Ответить однозначно на вопрос о том, чем лучше удалить ржавчину с металла, попросту невозможно. Чтобы понять почему, рассмотрим особенности каждого способа.

  1. Химический метод борьбы с коррозией — имеет свои преимущества и недостатки. Средства выпускаются в виде различных по консистенции составов — жидкости, гели и даже спреи. В их состав входят такие вещества, как кислоты, вступающие в контакт с материалами, и эффективно удаляющие следы коррозии. Однако использовать такие препараты можно только на поверхностях кислотоустойчивых металлов. Если металл не кислотоустойчив, тогда следует использовать для его очистки вещества с входящими в состав ингибиторами. Они удаляют ржавчину, не разрушая структуры изделия.
  2. Механические способы — их существует большое количество, как и препаратов для борьбы с коррозией. Если в первом случае удаление коррозионных пятен происходит автоматически за счет протекания химической реакции, то механический способ подразумевает физическое воздействие. Наиболее распространенный способ — использование наждачной бумаги или напильников.
  3. Электрохимические — принцип их работы основывается на пропускании электрического тока через раствор кальция. При этом начинает протекать реакция, посредством которой ионы окислов перемещаются от железа на чистый электрод. Способ такого удаления коррозии называется электролизом, который применяется в промышленности и бытовой сфере деятельности.

Преимущество химического способа борьбы с коррозией — это отсутствие необходимости прикладывать физические усилия. Человек, который сталкивался с удалением ржавчины, знает насколько сложно очистить поверхность до блеска вручную. Однако химический метод имеет некоторые недостатки, о которых следует знать перед их выбором и использованием:

  • при использовании химических реагентов можно удалить не только ржавчину, но и ускорить процесс разъедания металла, что особенно актуально для стали толщиной менее 3-4 мм;
  • при использовании реагентов важно пользоваться защитными средствами, так как входящие в состав кислоты и щелочи при попадании на кожу человека могут спровоцировать химический ожог.

Химические препараты очень эффективны, но к их использованию важно подходить с особой осторожностью. Особенно это актуально при удалении коррозии с кузова автомобиля, где малейшая неточность может привести к разъеданию ЛКП.

Механический способ удаления коррозии, несмотря на свой основной недостаток в виде значительных затрат времени, является более актуальным и востребованным. причина его популярности — безопасность и эффективность. Далее рассмотри всевозможные способы, которые помогут избавиться от коррозии, возникшей на металлической поверхности.

Использование преобразователя ржавчины

Нейтральный преобразователь ржавчины пользуются большим спросом благодаря своему природному составу и отсутствию вредных химических компонентов.

Вначале нужно убрать рыхлую ржавчину, затем размешать средство до однородной массы и нанести при помощи кисти или распылителя на поверхность на определенный промежуток времени в соответствии с инструкцией по применению. Когда рыжий цвет пятен сменится на черный оттенок, это будет свидетельством успешного расщепления ржавчины.

Если коррозионный слой большой толщины, то нужно будет нанести средство еще несколько раз. После исчезновения проявлений коррозии оставьте конструкцию до полного высыхания.

В результате воздействия воздуха и других веществ на железо, оно окисляется. Существует электрическая, химическая, электрохимическая реакция, после которой образуется ржавчина. Для очистки ржавого железа и его дальнейшей защиты применяются разные способы.

Чем отмыть нержавейку от ржавчины?

Почему ржавеет металл

Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина? Будет ли нержавейка ржаветь и дальше, и приведет ли это к образованию сквозной коррозии?

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что их состав имеет высокий процент хрома. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида CrO, который останавливает дальнейшую коррозию.

В этом плане нержавеющие стали очень похожи на алюминий, который также формирует защитный окисный слой. От оксида алюминия слой CrO отличается тем, что он никогда не бывает таким толстым, что даже виден невооруженным глазом. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой».

Что приводит к образованию ржавчины на поверхности из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.

Простейшее условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали, — контакт обычной углеродистой или низколегированной стали с нержавеющей.

Еще один вид формирования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, например, при сварке с использованием порошковой проволоки. На неочищенной поверхности нержавеющего металла может остаться тонкий слой свободного железа, который легко ржавеет, если металлическая поверхность не была очищена абразивным или химическим способом после сварки.

Технология изготовления и эксплуатации нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью, например, при изготовлении столов, подъемных средств, складских стеллажей и других металлоконструкций. Железная пыль, образующаяся при измельчении, резке, струйной очистке, должна быть как можно дальше от мест, где используется нержавеющая сталь.

Чистящие и абразивные инструменты, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, использованные ранее на углеродистой или низколегированной стали, не должны впоследствии применяться на нержавеющих сталях.

Для нержавеющей стали должны использоваться проволочные щетки только из нержавейки. Постоянное применение металлических щеток, даже из нержавейки, не рекомендуется, так как они оставляют на поверхности механические повреждения, способствующие образованию коррозии. Очистку проволочной щеткой можно использовать для удаления сварочного шлака.

Наличие свободного железа на поверхности нержавеющей стали, легко определяется путем опрыскивания стали водой и выдержки во влажном состоянии в течение нескольких часов.

Зоны, содержащие свободное железо, заржавеют и окрасятся.

Гораздо более быстрым способом выявления свободного железа является ферроксильный тест. Состав для обработки поверхности включает:

1) дистиллированная вода — 1 литр,

2) азотная кислота — 30 миллилитров,

3) ферроцианид калия — 30 грамм.

Обработка металла должна производиться в защитной одежде, поскольку состав содержит кислоту и цианиды. Поверхность на загрязненных зонах окрасится в синий цвет в течение нескольких минут. Затем состав нужно смыть водой и нейтрализовать раствором соды. Однако этот метод не подходит для испытания поверхностей, соприкасающихся с пищевыми продуктами.

Очень часто процесс коррозии развивается по краям сварного шва. Цвет оксидов может варьироваться от соломенного до темно-коричневого, в конечном итоге они превращаются в красный цвет ржавчины.

При нормальных атмосферных условиях коррозия, связанная со сваркой, не развивается, а просто выглядит некрасиво. Сварные швы должны быть очищены в течение одного или двух дней после сварочных работ, грубые или шероховатые поверхности должны быть зашлифованы, удалены царапины, шлак, флюс и брызги.

В продаже имеется много специальных чистящих веществ для нержавеющих сталей. Эти моющие средства изготавливаются на основе азотной или соляной кислот; они обычно удаляют небольшой слой материала (около 0,025 мм). После выдержки на поверхности они должны быть тщательно смыты и нейтрализованы водой с содой.

Пассивация в азотной кислоте изделий из нержавеющей стали помогает ускорить формирование оксидной пленки хрома, препятствующей корродированию металла.

Существует несколько видов коррозии нержавеющей стали:

1. Общая коррозия, когда наблюдается разрушение окисной пленки на всей поверхности. При проникновении галогенов (фтора, хлора, брома и йода) через пассивирующую пленку происходит активный процесс коррозии. Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белизну. Хлориды являются главным врагом нержавеющей стали.

2. Щелевая коррозия. Она возникает при наличии небольшого зазора в конструкциях из нержавеющей стали. Процесс ярко проявляется на примере крепежных элементов, эксплуатирующихся в морской воде. Хлориды, содержащиеся в воде, способствуют удалению окисного слоя. При отсутствии доступа кислорода и движущихся потоков воды коррозия продолжается.

3. Точечная. Она аналогична гальванической коррозии при точечном поражении защитного оксидного слоя и одновременном воздействии агрессивной среды. Нержавеющая сталь в поврежденном месте становится анодом, а пассивированная часть металла — катодом, в результате анод начинает быстрее растворяться, вызывая питтинговую коррозию.

4. Гальваническая коррозия, возникающая в результате прямого контакта разнородных металлов в агрессивной токопроводящей среде, например, в морской воде. При проектировании нержавеющих конструкций должны учитываться внешнее воздействие среды и взаимодействие в этих условиях нержавейки с другими металлами.

5. Межкристаллитная коррозия, возникающая при очень высокой температуре, например, при сварке.

6. Эрозивная коррозия, возникающая в результате воздействия абразивной жидкости с большой скоростью, постоянно разрушающей оксидную пленку.

Каков же самый простой и эффективный метод борьбы с коррозией нержавеющей стали? Чистота, чистота, и еще раз чистота. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.

Почему? Потому что постоянный поток свежей воды и протирка удаляют вредные химические вещества, которые могут повредить окисную пленку. Чистота имеет важнейшее значение для максимальной устойчивости нержавеющих сталей к коррозии.

Нержавеющая сталь – высококачественный металл, прошедший легирование с добавлением ряда химических веществ, придающих антикоррозионные свойства.

За счет легирования сталь становится невосприимчивой к действию влаги, воздуха, многих агрессивных сред. Но порой даже этот материал начинает портиться, на нем появляются некрасивые пятна ржавчины.

Почему ржавеет нержавейка? Причин может быть несколько, и основная из них – неправильная эксплуатация.

Может ли нержавейка ржаветь?

Существует три группы нержавеющих сталей, каждая из которых имеет свои особенности и специфику применения:

  1. Коррозионностойкая сталь. Имеет высокую стойкость к коррозии в неосложненных условиях – в быту, на производстве.
  2. Жаростойкая сталь. Обладает термостойкостью, не ржавеет при повышенных температурах, может применяться на химических заводах.
  3. Жаропрочная сталь. Остается механически прочной при высоких температурах.

Таким образом, не все виды нержавейки предназначены для эксплуатации в той или иной агрессивной среде. К примеру, использование обычной нержавеющей стали на пищевом производстве, частое мытье с хлорсодержащими средствами вызовет быструю порчу материала. Аналогично применение металла в морской воде приведет к повышению скорости коррозии в разы.

Также ржавчина часто появляется на нержавейке после сварки (термической обработки), которая была произведена без соблюдения определенных правил.

После механического повреждения металла последствия будут аналогичными: в месте дефекта возникнет точечная коррозия.

Гладкий, полированный материал обычно ржавеет менее интенсивно, чем шероховатый: на последнем элементы коррозии могут появиться гораздо быстрее.

Защита от ржавчины нарушается там, куда попала раскаленная окалина, поскольку от сильного повышения температуры в нежаростойкой стали происходит выгорание легирующих веществ (в основном хрома).

После прогорания дыр их края и прилегающие зоны становятся подверженными коррозии, хотя более глубокие слои металла чаще всего остаются неповрежденными.

Спасти нержавейку поможет обработка травильными пастами, специальными эмульсиями.

Прочие причины коррозии нержавеющей стали:

  • контакт материала с обычной углеродистой сталью (в том числе посредством инструментов, которыми раньше резали простую сталь);
  • регулярная чистка металлическими щетками;
  • игнорирование механической или химической обработки сварного шва.

Причиной коррозии металла может стать и его изначально низкое качество. Стойкость стали к ржавлению обусловлена присутствием хрома в достаточном количестве.

Этот элемент после воздействия воды, воздуха, кислот и щелочей формирует тончайший непроницаемый слой, который не дает материалу ржаветь.

Если хрома в составе мало либо он распределен неравномерно, создание и поддержание оксидного слоя становится невозможным.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой.

Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха.

Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден.

Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида).

Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом.

Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины.

Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

  1. Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
  2. Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
  3. Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади.

Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома.

Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

  • царапание, механическое повреждение;
  • местное изменение состава стали;
  • точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов;
  • повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки.

Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность.

Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке.

Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется.

Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Что такое ржавчина. Виды и причины коррозии | Полезные статьи о металлопрокате

Почему ржавеет металл

  • Виды коррозии различных металлов
    • Равномерная коррозия
    • Местная коррозия
    • Межкристаллитная коррозия
  • От чего может ржаветь металл?
  • Способы защиты металла от коррозии
  • Коррозия металла – это разрушение металлов или сплавов в результате электрохимического взаимодействия с окружающей средой.

    Следствием процесса является ухудшение качеств материала и его дальнейшее разрушение. Ущерб от коррозии огромен, поскольку страдает не только техника, но и сооружения, коммуникации государственного значения. Производители металлопродукции лучше других знают масштабы урона.

    Приобрести качественный металл, в том числе нержавеющий прокат, в Санкт-Петербурге и области можно по телефону +7 (812) 334-91-51.

    Виды коррозии различных металлов

    По степени распространения выделяют следующие виды коррозии металлов:

    • Равномерная коррозия. Характеризуется разрушением металла по всей поверхности. Встречается на металлах или сплавах с однофазной структурой.
    • Местная коррозия. Охватывает отдельные участки поверхности. Данный вид можно наблюдать на металлах с однофазной и многофазной структурой. Причиной становится механический дефект (скол, зазубрина, царапина).
    • Межкристаллитная. Разрушает металл по границам зерен. К слову, это самый коварный вид коррозии, поскольку внешних признаков на начальных этапах может не быть. Разрушение происходит внутри металла. Более подвержены межкристаллитной коррозии сплавы алюминия, хромоникелевые стали.

    От чего может ржаветь металл

    Ржавчина – это результат окисления железа. Только изделия из железа и его сплавов подвержены такому разрушению. Распознать ржавчину можно по характерному рыхлому налету от желтого до красного цвета. От чего же он возникает?

    Причиной желтой ржавчины является наличие воды, поэтому она чаще образуется на изделиях и объектах, находящихся под водой. Красная ржавчина проявляется при одновременном воздействии воды и кислорода.

    Это самый распространенный вариант ржавления железа, который можно встретить на элементах строительных конструкций, сооружений, транспортных средствах. Коричневая ржавчина не нуждается в воде.

    Она встречается довольно редко.

    При незначительном содержании кислорода и отсутствии воды образуется черная ржавчина. Скорость распространения ее невысока, и она не оказывает большой угрозы для изделий с непродолжительным сроком эксплуатации.

    Кислород и вода – не единственные причины, от чего может ржаветь металл. Если к их воздействию присоединяются разрушительные соли – процесс ржавления заметно ускоряется.

    Соль может находиться в средствах бытовой химии, в зимний период на дорогах, как способ борьбы со льдом, снегом. Спровоцировать быстрое разрушение железа могут блуждающие токи.

    Пагубному их воздействию подвержен наземный электротранспорт. Такие виды коррозии называют электрохимическими.

    Способы защиты металла от коррозии

    Ржавление или коррозия железа – это не только эстетическая проблема изделия или конструкции. Появление ржавчины свидетельствует об изменении свойств металла: уменьшении прочности, пластичности, возможной деформации.

    Для защиты используют следующие методы:

    • Легирование. Способ подразумевает введение в сплав элементов, предотвращающих или замедляющих коррозию. В сталь обычно добавляют титан, никель.
    • Создание окисных пленок искусственным путем при помощи оксидирования или фосфатирования. Введение хрома способствует возникновению оксида, который «пленкой» покрывает поверхность и уберегает ее от негативного воздействия коррозийных факторов.
    • Обработка внешней среды. Суть этого метода в удалении вредоносных составляющих окружения. Например, нейтрализовать воздействие воды можно добавлением 0,5% бихромата калия.
    • Катодное или анодное покрытие поверхности. Метод широко применяется в промышленности, и хорош, когда возобновить покрытие не предоставляется возможным (например, в подземных коммуникациях, свайных фундаментах).
    • Неметаллическое покрытие. К этому методу относят покрытие лаками, красками, полимерными материалами (эпоксидной смолой, полиэтиленом, поливинилхлоридом).
    • Электрическая защита. Заключается в подключении металлического изделия к источнику тока (отрицательному полюсу).
    • Протектор. В роли протектора выступает материал, имеющий больший электроотрицательный потенциал, чем металл, который необходимо защитить. Для стали такой защитой выступают цинк, кадмий.

    Ржавый, покрытый налетом металл требует немедленных действий для остановки распространения разрушения. В некоторых случаях сделать это не удается, поэтому лучше заранее позаботиться о защите металлических изделий и конструкций, используя изложенные выше способы.

Виды и способы удаления коррозии металла

Почему ржавеет металл

Металл может разрушиться под воздействием многих факторов — высокой влажности, температуры, тока, различных химических веществ. Коррозия металлов бывает разных видов. Без должной защиты она может полностью разрушить металлоконструкцию. Важно изучить виды коррозионных процессов, способы защиты металла и методы удаления ржавчины.

Ржавая труба

Что такое коррозия?

Коррозия — процесс разрушения металлов, сплавов, который развивает под воздействием разных факторов окружающей среды. При протекании данного процесса материал может быть разрушен частично или полностью. Следы коррозионного эффекта — пятна ржавчины разных цветов. Постепенно коррозия проникает вглубь материала, провоцируя появление сквозных отверстий с разрушенными краями.

Причины возникновения

Причины коррозионных процессов:

  • соприкосновение разных видов металлов, сплавов;
  • частые перепады температуры;
  • трение между металлическими поверхностями;
  • длительное воздействие влаги;
  • влияние кислот, щелочей, химических элементов;
  • использование некачественных жидкостей при механической обработке материала;
  • жировые пятна, остающиеся на металлических поверхностях после прикосновения к ним.

Ржавчина может образовываться при периодическом воздействии статического или постоянного тока.

Виды

Коррозионные процессы классифицируются зависимо от разных критериев. Основные из них — цвет, механизм образования ржавчины, тип агрессивной среды, характер разрушения.

По цвету

Зависимо от цвета бывают разные виды ржавчины. Она может быть черной, желтой, коричневой, красной. Оттенок зависит от химической формулы образовавшегося вещества.

Ржавый металл

Желтая

Химическая формула желтой ржавчины — FeO(OH)H2O. Она появляется под воздействием высокой влажности, в среде с малым количеством кислорода. Подобный вид ржавчины можно увидеть под водой.

Коричневая

Химическая формула коричневой ржавчины — Fe2O3. Встречается крайне редко, появляется без воздействия влаги.

Красная

Химическая формула красной ржавчины — Fe2O3•H2O. Образуется при одновременном воздействием воды и кислорода. Встречается чаще других видов. Разрушительный процесс протекает равномерно, постепенно распространяется на всю поверхность.

Черная

Химическая формула — Fe3O4. Появляется без воздействия влаги, в среде с малым количеством кислорода. Часто используется для создания сверхпроводников, поскольку является ферромагнетиком.

По механизму протекания

Виды:

  • химическая;
  • электромеханическая.

Процессы отличаются по механизму разрушения материала.

Химическая

Процесс разрушения металла, провоцирующий распад металлических связей, развитие химических реакций между атомами материала. Элементы, которые взаимодействуют между собой, пространственно не разделяются. Скорость разрушения детали зависит от скорости протекания химической реакции.

Электрохимическая

Данный процесс разрушения металлических деталей протекает в среде электролитов и сочетается с возникновением тока.

Ржавый корабль

По типу агрессивной среды

Виды:

  1. Атмосферная.
  2. Газовая.
  3. Радиационная.
  4. Подземная.
  5. Контактная.
  6. Биокоррозия.
  7. Коррозия током.
  8. Коррозийная кавитация.
  9. Коррозия под напряжением.
  10. Фреттинг-коррозия.

Атмосферная

Естественный процесс разрушения. Может протекать в воздушной или газовой атмосфере. Важное условие — повышенный уровень влажности. Чем он выше, тем быстрее разрушится материал.

Газовая

Процесс разрушения металлических деталей, который протекает в условиях газовой среды. Отличается низким уровнем влажности. Процесс образования ржавчины ускоряется при повышении температуры.

Радиационная

Возникает при интенсивном воздействии радиационного излучения. У сплавов высокой плотности протекает медленно.

Подземная

Если металлическая деталь какое-то время полежит под землей, можно заметить на ее поверхностях зеленый налет или другие цветовые искажения. Это следствие окислительный процессов, которые протекают в разных видах грунта.

Контактная

Быстро появляется в местах, где два разных металла соприкасаются друг с другом. Это обуславливается разницей стационарного потенциала в электролите.

Процесс разрушения металлических деталей, который обуславливается воздействием разных микроорганизмов, продуктов их жизнедеятельности.

Ржавые обломки судов

Коррозия током

Может происходить при воздействии блуждающего или внешнего тока. Скорость распространения ржавчины зависит от силы тока, длительности, периодичности его воздействия на металлические детали.

Коррозийная кавитация

Один из многочисленных процессов саморазрушения разных видов металлов. Он запускается при воздействии внешней среды, механического повреждении.

Коррозия под напряжением

Процесс разрушения сплавов, который происходит при взаимодействии механического напряжения с коррозийно-активной средой. Этот вид коррозии опасен для металлоконструкций, которые подвержены большим нагрузкам.

Фреттинг-коррозия

Сложный коррозионный процесс, который протекает под воздействием коррозийной среды с различными вибрациями. Чтобы не допустить образования ржавчины, важно снизить коэффициент трения металлических деталей.

По характеру разрушения

Виды:

  • сплошная;
  • избирательная;
  • местная;
  • подповерхностная;
  • межкристаллическая;
  • щелевая.

Они отличаются локализацией, степенью углубления в материал, тяжестью разрушения.

Сплошная

При таком коррозионном процессе ржавчиной покрываются все металлические поверхности. Она может быть равномерной или неравномерной, зависимо от скорости разрушения материала в разных местах детали.

Избирательная

Подобный процесс затрагивает один из элементов металлоконструкции, который не имеет антикоррозийного покрытия, затормаживающего процесс разрушения.

Ржавый автомобиль ( pixabay.com)

Местная

Пятна ржавчины разбросаны по металлической поверхности. Они представляют собой углубления разного размера, одна часть которых могут быть поверхностными, другие сквозными.

Подповерхностная

Появляется под металлическими поверхностями. Она быстро проникает вглубь материала. Данный вид коррозионных процессов характеризуется расслоением металла.

Межкристаллическая

Начинает появляться по границам отдельных зерен материала. Ее крайне сложно выявить по внешнему виду. Быстро ухудшаются показатели плотности, прочности, пластичности. Детали становятся хрупкими.

Щелевая

Образуется на местах соединения двух металлических деталей. Может появляться в технологических зазорах, под техническими прокладками.

Возможные последствия

Распространенные последствия коррозионных процессов:

  • расслоение материала;
  • изменение внешнего вида;
  • истощение деталей.

Появление ржавчины может привести к полному разрушению материала.

Методы защиты

Чтобы защитить металлические поверхности от образования коррозии, применяются разные методики. Каждая из них уникальна, имеет определенные особенности.

Нанесение защитного покрытия

Защитные покрытия могут быть двух видов — металлические, неметаллические. Виды неметаллических покрытий:

  1. Химический слой. Чаще это оксидные пленки, которые образуются на поверхности под воздействием пара, воздуха. Один из вариантов оксидирования — погружение деталей в раствор азотной кислоты, нагретой до 140°C.
  2. Лакокрасочные покрытия. Главный недостаток лакокрасочных покрытий — низкая устойчивость к перепадам температуры, механическому повреждению.
  3. Порошковые краски. Наносятся специализированным оборудованием в закрытых покрасочных камерах.
  4. Различные полимерные покрытия.

Ржавчина

Почему ржавеет металл

Ржавчина – является общим термином для определения оксидов железа. В разговорной речи это слово применяется к красным оксидам, образующимся в ходе реакции железа с кислородом в присутствии воды или влажного воздуха.

Есть и другие формы ржавчины, например, продукт, образующийся в ходе реакции железа с хлором при отсутствии кислорода. Такое вещество образуется, в частности, в арматуре, используемой в подводных бетонных столбах, и называют его зелёной ржавчиной.

Несколько видов коррозии различимы зрительно или с помощью спектроскопии, они образуются при разных внешних условиях. Ржавчина состоит из гидратированного оксида железа (III) Fe2O3·nH2O и метагидроксида железа (FeO(OH), Fe(OH)3).

При наличии кислорода, воды и достаточного времени любая масса железа в конечном итоге преобразуется полностью в ржавчину и разрушается. Поверхность ржавчины не создаёт защиту для нижележащего железа, в отличие от образования патины на медной поверхности.

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

Химические реакции

Толстый слой ржавчины на звеньях цепи возле моста Золотые Ворота в Сан-Франциско. Цепь постоянно подвергается воздействию сырости и солёных брызг, вызывающих разрушение поверхности, растрескивание и шелушение металла.

Причины ржавления

Если железо, содержащее какие-либо добавки и примеси (например, углерод), находится в контакте с водой, кислородом или другим сильным окислителем и/или кислотой, то оно начинает ржаветь.

Если при этом присутствует соль, например, имеется контакт с солёной водой, коррозия происходит быстрее в результате электрохимических реакций. Чистое железо относительно устойчиво к воздействию чистой воды и сухого кислорода.

Как и у других металлов, например, у алюминия, плотно приставшее оксидное покрытие на железе (слой пассивации) защищает основную массу железа от дальнейшего окисления.

Превращение же пассивирующего слоя оксида железа в ржавчину является результатом комбинированного действия двух реагентов, как правило, кислорода и воды. Другими разрушающими факторами являются диоксид серы и углекислый газ в воде. В этих агрессивных условиях образуются различные виды гидроксида железа.

В отличие от оксидов железа, гидроксиды не защищают основную массу металла. Поскольку гидроксид формируется и отслаивается от поверхности, воздействию подвергается следующий слой железа, и процесс коррозии продолжается до тех пор, пока всё железо не будет уничтожено, или в системе закончится весь кислород, вода, диоксид углерода или диоксид серы.

Происходящие реакции

Покрытый ржавчиной и грязью болт. Заметна точечная коррозия и постепенная деформация поверхности, вызванная сильным окислением.

Ржавление железа — это электрохимический процесс, который начинается с переноса электронов от железа к кислороду.

Скорость коррозии зависит от количества имеющейся воды, и ускоряется электролитами, о чём свидетельствуют последствия применения дорожной соли на коррозию автомобилей. Ключевой реакцией является восстановление кислорода:

O2 + 4 e− + 2 H2O → 4 OH−

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

Fe → Fe2+ + 2 e−

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

4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O2−

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

Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+

что приводит к следующим реакциям поддержания баланса дегидратации:

Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2OFe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O

Из приведённых выше уравнений видно, что формирование продуктов коррозии обусловлено наличием воды и кислорода.

С ограничением растворённого кислорода на передний план выдвигаются железо (II)-содержащие материалы, в том числе FeO и чёрный магнит (Fe3O4).

Высокая концентрация кислорода благоприятна для материалов с трёхвалентным железом, с номинальной формулой Fe(OH)3-xOx/2. Характер коррозии меняется со временем, отражая медленные скорости реакций твёрдых тел.

Кроме того, эти сложные процессы зависят от присутствия других ионов, таких как Ca2+, которые служат в качестве электролита, и таким образом, ускоряют образование ржавчины, или в сочетании с гидроксидами и оксидами железа образуют различные осадки вида Ca-Fe-O-OH.

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

Предотвращение ржавления

Отслаивающаяся краска обнажает участки ржавой поверхности листового металла.

Ржавчина является проницаемой для воздуха и воды, поэтому внутрилежащее железо продолжает разъедаться.

Предотвращение ржавчины, следовательно, требует покрытия, которое исключает образование ржавчины. На поверхности нержавеющей стали образуется пассивирующий слой оксида хрома (III).

Подобное проявление пассивации происходит с магнием, титаном, цинком, оксидом цинка, алюминием, полианилином и другими электропроводящими полимерами.

Гальванизация

Хорошим подходом к предотвращению ржавчины является метод гальванизации, который обычно заключается в нанесении на защищаемый объект слоя цинка либо методом горячего цинкования, либо методом гальванотехники.

Цинк традиционно используется, потому что он достаточно дёшев, обладает хорошей адгезией к стали и обеспечивает катодную защиту на стальную поверхность в случае повреждения цинкового слоя. В более агрессивных средах (таких, как солёная вода), предпочтительнее кадмий.

Гальванизация часто не попадает на швы, отверстия и стыки, через которые наносилось покрытие. В этих случаях покрытие обеспечивает катодную защиту металла, где оно выступает в роли гальванического анода, на который прежде всего и воздействует коррозия.

В более современные покрытия добавляют алюминий, новый материал называется цинк-алюм. Алюминий в покрытии мигрирует, покрывая царапины и, таким образом, обеспечивая более длительную защиту.

Этот метод основан на применении оксидов алюминия и цинка, защищающих царапины на поверхности, в отличие от процесса оксидизации, как в случае применения гальванического анода. В некоторых случаях при очень агрессивных средах или длительных сроках эксплуатации применяются одновременно и гальванизация цинком, и другие защитные покрытия, чтобы обеспечить надёжную защиту от коррозии.

Катодная защита

Катодная защита является методом, используемым для предотвращения коррозии в скрытых под землёй или под водой структурах путём подачи электрического заряда, который подавляет электрохимические реакции. Если её правильно применять, коррозия может быть остановлена полностью.

В своей простейшей форме это достигается путём соединения защищаемого объекта с протекторным анодом, в результате чего на поверхности железа или стали происходит только катодный процесс.

Протекторный анод должен быть сделан из металла с более отрицательным электродным потенциалом, чем железо или сталь, обычно это цинк, алюминий или магний.

Лакокрасочные и другие защитные покрытия

От ржавчины можно предохранять с помощью лакокрасочных и других защитных покрытий, которые изолируют железо из окружающей среды.

Большие поверхности, поделённые на секции, как например, корпуса судов и современных автомобилей, часто покрывают продуктами на основе воска. Такие средства обработки содержат также ингибиторы коррозии.

Покрытие стальной арматуры бетоном (железобетон) обеспечивает некоторую защиту стали в среде с высоким pH. Однако коррозия стали в бетоне всё ещё является проблемой.

Покрытие слоем металла

Ржавчина может полностью разрушить железо. Обратите внимание на гальванизацию незаржавевших участков.

  • Оцинковка (оцинкованное железо/сталь): железо или сталь покрываются слоем цинка. Может использоваться метод горячего цинкования или метод цинкового дутья.
  • Лужение: мягкая листовая сталь покрывается слоем олова.

    В настоящее время практически не используется из-за высокой стоимости олова.

  • Хромирование: тонкий слой хрома наносится электролитическим способом на сталь, обеспечивая как защиту от коррозии, так и яркий, полированный внешний вид. Часто используется в блестящих компонентах велосипедов, мотоциклов и автомобилей.

Воронение

Воронение — это способ, который может обеспечить ограниченную устойчивость к коррозии для мелких предметов из стали, таких как огнестрельное оружие и др.

Способ состоит в получении на поверхности углеродистой или низколегированной стали или чугуна слоя окислов железа толщиной 1-10 мкм.

Для придания блеска, а также для улучшения защитных свойств окисной плёнки, её пропитывают минеральным или растительным маслом.

Снижение влажности

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

Ингибиторы

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

Экономический эффект

Ржавчина вызывает деградацию изделий и конструкций, изготовленных из материалов на основе железа.

Поскольку ржавчина имеет гораздо больший объём, чем исходное железо, её нарост ведёт к быстрому разрушению конструкции, усиливая коррозию на прилегающих к нему участках — явление, называемое поеданием ржавчиной.

Это явление стало причиной разрушения моста через реку Мианус (штат Коннектикут, США) в 1983 году, когда подшипники подъёмного механизма полностью проржавели изнутри. В результате этот механизм зацепил за угол одной из дорожных плит и сдвинул её с опор.

Ржавчина была также главной причиной разрушения Серебряного моста в Западной Вирджинии в 1967 году, когда стальной висячий мост рухнул меньше, чем за минуту. Погибли 46 водителей и пассажиров, находившихся в то время на мосту.

Мост Кинзу после разрушения.

Мост Кинзу в штате Пенсильвания был снесён смерчем в 2003 году в значительной степени потому, что центральные опорные болты, соединяющие сооружение с землёй, проржавели, из-за чего мост держался лишь под действием силы тяжести.

Кроме того, коррозия покрытых бетоном стали и железа может вызвать раскалывание бетона, что создает серьёзные конструкторские трудности. Это один из наиболее распространённых отказов железобетонных мостов.

Сделай своими руками
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: