Как металл защитить от ржавчины: Защита от ржавчины: как защитить металл от коррозии?

alexxlab | 14.03.1991 | 0 | Разное

Содержание

Как и чем можно защитить металл от коррозии

Люди используют множество различных материалов, список которых будет иметь огромную длину. Металлы относятся к наиболее распространенным материалам, которые используются повсеместно и для разных целей. Металлов также существует огромное количество (если считать сплавы), у всех у них есть как свои плюсы, так и минусы. Одним из главных минусов является коррозия, которая разрушает металлы. Мы называем это «ржавлением». И в этой статье мы подробно поговорим о причинах коррозии, о том, какие металлы подвержены ей больше всего и самое главное – как их защитить от этого. А если не хотите читать теорию, то переходите сразу в третий раздел нашего материала.

Коротко о коррозии

Мы не будем подробно вдаваться в химические процессы, но некоторые основные моменты знать стоит. В том числе и мифы. Во-первых, стоит сказать, что собственно коррозии подвержены прежде всего черные металлы: сталь, чугун, железо. Цветные металлы не ржавеют, по крайней мере, так считает большинство.

На самом деле, цветные металлы также могут разрушаться, другое дело, что делают они это медленно или только в определенных условиях. То есть, там, где от стали через 50 лет уже ничего не останется, медь все еще сохранится. Кроме того, коррозия происходит не только из-за контакта с водой (это популярное заблуждение на самом деле), существуют и другие виды.

Любой тип коррозии происходит из-за определенных химических реакций, а взаимодействовать между собой могут разные вещества. Какие-то металлы или сплавы будут активно ржаветь в воде, другие на воздухе, для третьих требуется кислая среда, четвертые разрушаются в среде электролитов (это называется электрохимической ржавчиной). И это далеко не все варианты, но по понятным причинам нас интересует как защитить металлы в привычных для нас условиях, где они контактируют с водой или воздухом.

Также каждый металл имеет свои особенности. Например, у стали выделяют сразу несколько типов поражения ржавчиной: поверхностная, глубинные трещины, проникновение вглубь детали и т.

д. В любом случае, если металл теоретически подвержен коррозии, то его пытаются защитить от нее. Методы есть разные, как по стоимости, так и по надежности. В некоторых случаях защиты вообще нет, поэтому нам часто попадаются ржавые железяки. Это обусловлено множеством факторов, прежде всего экономическими.

Типы защиты от появления ржавчины (о чем мы подробно поговорим дальше) бывают разные. Есть как фундаментальные (добавление различных материалов), так и такие, которые со временем могут пропасть (защитные покрытия). Второй вариант чаще всего дешевле, поэтому и применяется чаще. И именно поэтому зачастую и возникает вопрос, как и чем защитить изделие из металла от коррозии при том, что защитный слой уже поврежден. Ничего сложного (и дорого здесь нет), главное действовать быстро и не ждать, пока ржавчина проникнет вглубь металла.

Способы защиты от коррозии

Способы защиты можно разделить на две большие группы: промышленные и бытовые. Разумеется, в нашей статье мы в первую очередь будем делать упор на бытовые способы, так как, скорее всего, люди, которые используют промышленные способы, такие статьи просто не читают. Тем не менее, рассказать об этом стоит. К промышленным способам относятся следующие:

Пассивация металлов. При этом способе металл (или его поверхность) переводят в состояние, которое препятствует появлению коррозии (оно называется неактивным или пассивным). Чаще всего это делают с помощью добавления легирующих присадок, таких как хром, никель и т.д. Например, во всем известную нержавеющую сталь добавляется хром.
Нанесение защитных лакокрасочных покрытий, которые препятствуют контакту металла с внешней средой. Это, пожалуй, один из самых распространенных способов в виду своей дешевизны и простоты. Минус в том, что при повреждении лакокрасочного покрытия, металл начнет ржаветь.
Защитное покрытие может быть в виде слоя другого металла, который устойчив к коррозии не вступает в реакцию с другим металлом. Такое покрытие будет надежнее, но и стоимость станет выше.
Это основные промышленные способы, но существует и множество других, которые применяются реже: термообработка, фаолитирование, ингибирование, изменение окружающей среды и т.д.

Бытовые же способы по большей части представляют собой различные защитные покрытия. Это могут быть как лакокрасочные материалы, так и специальные антикоррозийные средства. Здесь есть просто огромное разнообразие и об этом мы подробно поговорим ниже. Существуют даже преобразователи ржавчины, которые наносят на уже поврежденные участки металлической детали. Они способы частично восстановить поврежденный участок, но степень восстановления зависит от уровня повреждений.

Бытовые антикоррозийные средства

Сегодня существует довольно много антикоррозийных составов, которые могут очень сильно отличаться по своей цене. Разница в стоимости объясняется прежде всего их долговечностью, надежностью и другими свойствами, которые обусловлены химическим составом. Если не учитывать небольшие различия в составах между разными средствами, то можно выделить не так уж и много типов антикоррозийных средств бытового назначения. При их выборе руководствуются не только составом, но и будущими условиями эксплуатации, что зачастую является самым важным факторов.

Классифицируют их по разному, например, краски делят по типу связывающей основы, где выделяют алкидные, эпоксидные и акриловые. Также они разделяются на две большие группы: обычные и термостойкие, которые способны выдерживать высокие температуры и не терять свои свойств. Также у них есть и другие параметры, такие как скорость высыхания, срок службы и т.д. Помимо красок можно выделить следующие группы антикоррозийных средств:

Пасты и смазки, которые производят на основе минеральных масел с добавлением воска или парафина. В зависимости от типа металла в них могут добавлять и другие вещества, например, в смазки для изделий из стали добавляют щелочь. Смазки и пасты используются преимущественно для защиты металлических изделий при их длительной транспортировки. Они обеспечивают отличную защиту, но для изделий из металла, которые эксплуатируются ежедневно они не подходят, так как их устойчивость даже к небольшим механическим воздействиям очень низкая.
Резиновые защитные антикоррозийные покрытия можно отнести как к промышленным, так и к бытовым. Суть в нанесении покрытия из эбонита или резины, которое может иметь совершенно разные характеристики. Например, широкий температурный диапазон эксплуатации, ее способность выдерживать нагрузки разных видов (растягивающие, ударные и т.д.), мягкость. Чаще всего подобные антикоррозийные покрытия делают еще на этапе производства.
Полимерные покрытия это достаточно большой класс, который сделан на основе полиэтилена, поливинилхлорида и других синтетических материалов. Как и в предыдущем случае, этот вариант используется чаще всего при производстве, но есть и бытовое применение.

В быту чаще всего приходится использовать лакокрасочные средства. Самыми распространенными являются алкидные эмали, в том числе и отечественного производства. Но сегодня подобные антикоррозийные составы выпускают даже в спреях, что является одним из самых удобных вариантов с точки зрения эксплуатации. Их легко наносить, можно создать равномерный слой и защитить даже самые труднодоступные местах.

Также стоит отметить, что для действительно надежной защиты используют не только собственно защитные покрытия, но и грунтовку, которая проникает в структуру металла и обеспечивает более внушительную защиту. Про них вы можете прочитать в этом материале, здесь же скажем, что использование грунтовок это всегда дополнительные расходы (а хорошие стоят дорого), но если нужно действительно надежно защитить металл, то их использование можно считать обязательным. Есть и средства для удаления ржавчины.

Методы предотвращения образования ржавчины при жидкостной абразивоструйной обработке стали

3,1 %

галлонов в сутки

Расходы на устранение последствий коррозии для США в 2015 году:

более

500 000 000 000 дол. США

По словам политиков, ремонт разрушающейся инфраструктуры — одна из величайших проблем Америки,
и ими выделяются средства на это.

Это отличная новость для операторов абразивоструйной обработки.

Подготовка поверхности и защитные покрытия являются одними из немногих отраслей промышленности, которые выигрывают от подобного
ухудшения в мировом масштабе. Эта ситуация дает возможность роста для операторов абразивоструйной обработки, которые
понимают, как подготовить поверхности для защиты от ржавчины.

1760 дол. США

на человека

ЧТО ТАКОЕ РЖАВЧИНА?

КАК ФОРМИРУЕТСЯ РЖАВЧИНА?

КАК ПРЕДОТВРАТИТЬ РЖАВЧИНУ?

ЧТО ТАКОЕ РЖАВЧИНА?

Все металлы корродируют вследствие химических реакций с окружающей средой (за исключением четырех редких металлов: иридия, ниобия, осмия и тантала).

Когда железо и сплавы железа корродируют, мы называем это ржавлением.

Продуктом коррозии является ржавчина, она же гидратированный оксид железа:

ОКСИД ЖЕЛЕЗА: FE203

Fe2O3.xh3O

Кислород стремится
объединиться в пару с
этими двумя
электронами

ПОЧЕМУ ОБРАЗУЕТСЯ РЖАВЧИНА?

Кислород (O) является высоко реактивным элементом. Только один элемент (фтор) имеет более высокую электроотрицательность — то есть больше склонен к «краже» электронов, чем кислород. Кислород будет формировать устойчивые связи практически со всеми другими элементами для образования оксидов.

Железо стремится
«отдать» эти
два электрона

Железо (Fe) является неблагородным металлом, что означает, что оно склонно к тому, чтобы отказываться от электронов (в отличие от благородных металлов, таких как золото и платина, которые не отдают электроны, не вступают в реакцию и не корродируют при нормальных условиях). Железо — самый распространенный элемент на Земле, по массе.

При встрече кислорода и железа, кислород забирает электроны железа и они связываются, образуя оксид железа.

Реакция окисления происходит везде, где кислород сталкивается с поверхностью, образуя тонкую пленку на подложке (толщиной менее 0,005 микрона / 0,0002 мил). Такой пассивирующий слой предотвращает дальнейший контакт и реакцию кислорода с металлом.

Кислород и железо образуют на поверхности пассивирующий слой оксида железа, который препятствует дальнейшему окислению — но не в достаточной степени.

Почти все металлы образуют пассивирующие оксидные слои. Медь имеет зеленую патину. Серебро имеет тусклый оттенок. На нержавеющей стали пассивирующий слой оксида хрома защищает сталь от коррозии.

Однако в случае с железом и углеродистой сталью пассивирующий оксидный слой не так полезен. Хрупкий и громоздкий слой оксида железа не только не прилипает к подложке, не обеспечивая таким образом защиту для лежащего в его основе железа, но и также является гигроскопичным , то есть вытягивает влагу из воздуха.

Наличие воды на поверхности само по себе не является достаточным для того, чтобы вызвать коррозию.* Но когда вода содержит растворенные соли, или является кислой или основной, то появляются условия для образования коррозионного элемента.

*Если чистая вода попадает в трещину или щель, кислородная недостаточность может вызвать накопление ионов водорода, создавая кислый раствор, который может привести к коррозии.

Внутри коррозионного элемента

Коррозионный элемент образуется при наличии раствора электролита, т. е. соли, растворенной в воде, которая инкапсулирует два участка на металлической поверхности с различными электрическими потенциалами, например:

На границе встречи между двумя разнородными металлами, между двумя зернами внутри одного и того же металла или между двумя полостями примесей в сплаве
Вокруг краев и углов деформированных кристаллических структур

[1] В этих условиях железо (Fe) на аноде отдает свои электроны, разделяясь на ионы Fe2+ .

[2] Fe2+ и OH связываются в последовательности реакций, которые в конечном итоге производят ржавчину, также известную как гидратированный оксид железа.

[3] Ионы ОН проходят через раствор электролита к новому, противоположно заряженному Fe2+ ионы на аноде.

Электроны [4] движутся от анода [6] к катоду [7], где они вступают в реакцию с молекулами воды и кислорода для производства ионов гидроксида [5], OH.**.

**Это реакция в нейтральном или основном растворе. В кислом растворе два иона водорода обращаются в молекулу газа водорода.

ФОРМЫ КОРРОЗИИ

NACE распознает десять форм коррозии.
Наиболее актуальны для операторов абразивоструйной обработки:

Сплошная коррозия

Коррозия, которая появляется равномерно на большей части или на всей поверхности, благодаря «танцующему» движению анодов и катодов по поверхности. Равномерная коррозия приводит к большей потере металла, чем любая другая форма, но ее последствия с меньшей вероятностью вызовут разрушение структуры, чем локальные формы коррозии — но все же это возможно, если допустить бесконтрольное протекание.

Щелевая коррозия

Коррозия, имеющая место в тесных промежутках между поверхностями. Форма щели препятствует проникновению кислорода и распространению ионов водорода (процесс, называемый гидролизом), создавая кислотный раствор, который ускоряет коррозию. Скорость коррозии в трещинах может быть до 400 раз выше по сравнению со скоростью коррозии на плоской поверхности.

Заполняющая ржавчина

Оставленные без контроля скопления ржавчины в щели могут привести к появлению массы ржавчины, которая деформирует поверхности, разрывает на части пластины и разрушает структуры.

Коррозионное растрескивание под напряжением

Эта трудно обнаруживаемая форма коррозии может иметь катастрофические последствия. Поскольку структурные напряжения создают трещины в базовом металле, в трещинах образуется ржавчина, ослабляющая структуру из-за потери металла. Поскольку оксиды железа занимают больше объема, чем железо, ржавчина в трещине создает дополнительное давление, которое усугубляет проблему.

Электрохимическая коррозия.

Коррозия, возникающая на границе встречи двух разных металлов. Разница в напряжении металлов вызывает формирование анода на менее благородном металле, с катодом на благородном металле. Напомним, что неблагородные металлы склонны отдавать электроны, становиться ионами и окисляться.

Точечная коррозия

При точечной коррозии потери металла на аноде вызывают коррозионное углубление в подложке, что может привести к перфорации металла. Легко недооценить серьезность точечной коррозии при визуальном осмотре, поскольку углубление может образовывать полость под поверхностью, а устье углубления может быть затемнено ржавчиной. При оставлении без контроля, точечная коррозия может привести к структурному разрушению.

Точечная коррозия является особенностью всех локальных коррозионных атак. Она ускоряется, когда агрессивные ионы, такие как хлорид (Cl-), присутствуют в растворе, т. е. соль (NaCl), растворена в воде, поскольку агрессивные ионы атакуют и растворяют пассивирующий слой.

Ионы хлорида проникают в пассивирующий слой, разрушая молекулы оксида железа и подвергая воздействию лежащий в основе металл.

Как хлорид атакует пассивирующий слой.

После кислорода следующим наиболее реактивным (электроотрицательным) элементом является хлор. Ионы хлорида стремятся отдавать электроныи испытывают сильное притяжение к противоположно заряженным ионам железа на поверхности.

Подталкиваемые к поверхности, ионы хлорида проникают сквозь пассивирующий слой оксида железа, реагируя с ним и заставляя его растворяться до тех пор, пока поверхность металла не подвергнется воздействию раствора электролита и не образуется коррозионный элемент.

Мгновенная ржавчина

Точечная ржавчина является общим воздействием коррозии, которая представляет собой значительную проблему для операторов абразивоструйной обработки.

Абразивоструйная обработка механически повреждает пассивирующий слой, который защищает металл от коррозии. В случае гидроабразивной обработки вода также присутствует на поверхности и находится в прямом контакте с металлом через разрушенный пассивирующий слой.

Если на поверхности есть соли, они растворяются в воде, формируя раствор электролита и образуя коррозионный элемент. Такая быстродействующая атака может вызвать видимую ржавчину уже через 30 минут.

Мгновенная ржавчина также является проблемой для сухой абразивной обработки – и любого вида подготовки поверхности. При высокой влажности соли будут притягивать влагу из атмосферы на поверхность металла, образуя коррозионный элемент. Хлорид натрия может вытягивать влагу из атмосферы при относительной влажности 75 %. Другие, менее обильные соли притягивают влагу при относительной влажности всего в 25–35 %. При чистом воздухе (и бессолевой поверхности) атмосферная коррозия не будет иметь место при относительной влажности менее 45 %. Но с увеличением относительной влажности скорость коррозии возрастает в геометрической прогрессии.

Если вы проводите абразивоструйную обработку в помещении, влажность можно контролировать с помощью осушителей. Избегайте абразивоструйной обработки под дождем. Тем, кто привык проводить абразивоструйную обработку ранним утром, следует проявлять осторожность: роса на стали, только что прошедшей абразивоструйную обработку, является проблемой. При нагревании атмосферы металл дольше остается холодным, и на стали образуется конденсат.

Какое количество мгновенной ржавчины допустимо?

В то время как для некоторых покрытий некоторый невысокий уровень мгновенной ржавчины может находиться в пределах допусков, во всех случаях мгновенная ржавчина ухудшает адгезию. Нанесение покрытия поверх значительной мгновенной ржавчины приведет к выходу покрытия из строя, а также к началу дальнейших коррозионных реакций.

Узнайте у производителя покрытия о допустимых уровнях мгновенной ржавчины. В технических характеристиках покрытий может быть указан допустимый промежуток времени между абразивоструйной обработкой и нанесением покрытия.

Легкий	Средний	Тяжелый
Поверхность видна. Наблюдается небольшое количество ржавчины.	Поверхность затемнена. Ржавчина хорошо прилегает.	Поверхность затемнена. Ржавчина свободно прилегает

Нитевидная коррозия

Осмотическое вспучивание

Растворимые соли (нитевидная коррозия)

Эта форма щелевой коррозии скапливается под краской после того, как покрытие смачивается водой.Коррозия принимает вид нитей, так как ржавеет поверхность, подверженная осмотическому вспучиванию. Несмотря на то, что хлориды, сульфаты и нитраты не имели достаточно плохой репутации, они также являются причиной разрушения покрытия, называемого осмотическим вспучиванием.

Покрытие представляет собой полупроницаемую мембрану, которая пропускает воду, но не другие растворимые ионы, такие как соль или хлористоводородная кислота. Когда вода, проходя через мембрану, растворяет ионы на поверхности металла, она снижает давление паров раствора под покрытием, и вода «застревает» под вспучиванием.Ионы не могут пройти через мембрану, чтобы выровнять давление, но это не мешает воде пытаться дальше. В участок вспучивания попадает больше воды, чем выходит из него, что приводит к отслоению покрытия. Внутри участка вспучивание образуется коррозионный элемент.

Ультраточечная ржавчина

В отличие от других видов коррозии, ультраточечная ржавчина — это рельеф, а не процесс. Когда глубинный профиль анкерного рельефа превышает глубину сухой пленки наносимого покрытия, покрытие не покрывает пиков. Пленка на этом участке становится сверхтонкой и быстро портится, подвергая подложку коррозии.

Чтобы надежно предотвратить ультраточечную ржавчину, необходимо использовать анкерный рельеф, составляющий 25–30 % от глубины толщины сухой пленки всей системы покрытия. См. спецификации покрытий для рекомендованных производителем профилей глубины.

ЧАСТЬ II

РЕШЕНИЯ

Удаление соли

Чистая вода на чистой, плоской металлической поверхности не вызовет коррозии. Коррозионный элемент требует электролита, а соль – враг номер один.

Соль не только вытягивает влагу из атмосферы, но и при растворении в растворе, ее агрессивные ионы разрушают пассивирующий слой, обнажая металл, и полученный раствор электролита способствует ионному потоку, необходимому для образования коррозионных элементов.

Поэтому первая линия защиты от ржавчины – это удаление растворимых солей с поверхности.

Механические методы (ручной и электроинструмент, сухая абразивная обработка) оказались в значительной степени неэффективными при удалении солей. Но поскольку соли растворимы, предпочтительным методом является их растворение в воде.

Именно здесь отличные результаты демонстрирует гидроабразивная обработка. Водяная струя под давлением не только транспортирует абразив, но и растворяет соль и смывает ее.

Азот на органической пассиваторной молекуле связывается с ионами FE. Углеводородная цепь блокирует кислород и хлорид от контакта с поверхностью железа.

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии могут добавляться в сеть водоснабжения установки гидроабразивной обработки для предотвращения мгновенной ржавчины, но они также могут иметь нежелательные побочные эффекты.

Пассиваторы создают защитную пленку между поверхностью и окружающей средой. Органические молекулы, такие как амины, имеют свободные пары электронов, которые связываются с металлом, а также длинный углеводородный хвост для ингибирования адсорбции поступающих агрессивных ионов на поверхность металла.

Тем не менее, известно, что пассиваторы препятствуют адгезии покрытия и эффективности антикоррозионных грунтов, особенно содержащих цинк, которые должны входить в контакт с металлом для получения гальванизирующего эффекта.

Удалители соли имеют соответствующий химический состав для растворения солей. Эти растворы разрушают оксидный слой для непосредственного взаимодействия с металлом. Однако, если их не смывать, такие часто кислые добавки могут оставлять на поверхности нежелательные осадки, которые могут вызвать осмотическое вспучивание.

Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение воды, делая ее «более влажной», что позволяет воде лучше проникать и растворять солевые отложения. Они также могут способствовать испарению и не оставляют никаких остаточных загрязнений на поверхности.

Существуетболее 200 разновидностей ингибиторов ржавчины. Многие покрытия не выдерживают их, не все являются экологически чистыми, а некоторые являются известными канцерогенами. Перед использованием ингибитора коррозии обратитесь за рекомендациями к производителю покрытия.

Правило № 1 – Как можно быстрее применяйте грунт.

Наиболее эффективным способом предотвращения ржавчины является нанесение в кратчайшие сроки грунта, указанного производителем покрытия.

Существуют влагостойкие грунты, которые можно наносить на влажную сталь. Грунты на основе цинка обеспечивают дополнительную защиту от ржавчины, образуя оцинкованное соединение с поверхностью.

Изучите технические характеристики покрытий производителя на предмет рекомендаций по грунту.

ЛУЧШИЕ МЕТОДЫ

Для получения наилучших результатов для защиты от ржавчины и адгезии покрытия следуйте этим методам:

Используйте правильный анкерный рельеф.
Оставляйте поверхность как можно более чистой.
Осуществляйте абразивоструйную обработку в условиях низкой влажности.
Наносите грунт как можно скорее.
Работайте в соответствии с техническими условиями, предоставляемыми производителем покрытия.

Защита от ржавчины – MEL Chemistry

Реагенты

Медная проволока
Железный гвоздь
Гексацианоферрат(III) калия
Магниевая полоска
Хлорид натрия
Феноловый красный

Безопасность

Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
Проводите эксперимент на подносе.

Общие правила безопасности

Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
В случае проглатывания реагентов промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Рекомендации для родителей

Неправильное использование химических реагентов может вызвать травму и нанести вред здоровью. Проводите только указанные в инструкции эксперименты.
Данный набор опытов предназначен только для детей 10 лет и старше.
Способности детей существенно различаются даже внутри возрастной группы. Поэтому родители, проводящие эксперименты вместе с детьми, должны по своему усмотрению решить, какие опыты подходят для их детей и будут безопасны для них.
Родители должны обсудить правила безопасности с ребенком или детьми перед началом проведения экспериментов. Особое внимание следует уделить безопасному обращению с кислотами, щелочами и горючими жидкостями.
Перед началом экспериментов очистите место проведения опытов от предметов, которые могут вам помешать. Следует избегать хранения пищевых продуктов рядом с местом проведения опытов. Место проведения опытов должно хорошо вентилироваться и находиться близко к водопроводному крану или другому источнику воды. Для проведения экспериментов потребуется устойчивый стол.
Вещества в одноразовой упаковке должны быть использованы полностью или утилизированы после проведения одного эксперимента, т.е. после открытия упаковки.

Часто задаваемые вопросы

А другой металл может защитить железо?

Конечно! Но, чтобы соответствовать роли защитника, металл должен соответствовать определенным критериям.

Все металлы по-разному готовы делиться своими электронами. Одни отдают их очень неохотно, а другие делятся с удовольствием. Более щедрый металл может отдать свои электроны другому и таким образом защитить его от коррозии. Ученые создали электрохимический ряд активности металлов, в котором все металлы расположены в зависимости от их готовности отдавать электроны:

Cs → Na → Mg → Al → Zn → Fe → Sn → Pb → Cu → Ag

Чем левее металл, тем он щедрее. Поэтому спасти железо Fe от коррозии могут только те металлы, которые стоят слева от него в ряду активности. Помимо магния Mg, защитить железо могут алюминий Al и цинк Zn. А могут ли помочь железу самые крайние слева металлы, такие как натрий Na и цезий Cs? Увы, они слишком щедрые! Вместо того чтобы спокойно отдавать электроны воде и другому металлу, натрий и цезий слишком быстро отдают электроны воде, выделяя при этом большое количество тепла и воспламеняющийся газ водород.

Медь, из которой сделана проволока, — это тоже металл. Она передает железу электроны от магния, но достаточно ли этого для спасения железа? Может ли медь защитить железо своими силами?

В электрохимическом ряду активности металлов (о нем можно прочитать выше) медь расположена правее железа Fe, а значит, она не станет делиться электронами. Даже наоборот: медь будет забирать электроны у железа, ускоряя его коррозию.

Если электроны переходят по проволоке от одного металла к другому, можно ли сказать, что по проволоке течет электрический ток?

Да, именно так и работают электрические батарейки! Кстати, эта тема подробно рассмотрена в наборе Химия и электричество.

Пошаговая инструкция

Ржавчина — это особый «симптом» постепенного разрушения металла (коррозии). В соленой воде коррозия протекает намного быстрее — потому-то мы и добавляем NaCl. Однако этого недостаточно, чтобы ржавление гвоздей стало заметным за короткий промежуток времени.

Чтобы сделать этот процесс наглядным, добавим гексацианоферрат(III) калия K₃[Fe(CN)₆] и феноловый красный. Они выявят даже слабые следы ржавчины и образуют с ними яркоокрашенные соединения.

Когда кислород O₂ забирает у железа Fe электроны, образуется ржавчина. Железо не прочь поделиться своими электронами, но некоторые металлы делают это более охотно. Так, магний с легкостью отдает железу электроны, и те переходят от полоски к гвоздю по мостику из меди Cu.

Одиночный железный гвоздь ржавеет в воде, а K₃[Fe(CN)₆] это быстро выявляет и покрывает его синими наростами, похожими на водоросли. При этом гвоздь, соединенный с магнием, сияет как новый. Почему так?

Железо, оказавшееся с кислородом один на один, теряет электроны. А вот в гвозде, соединенном с полоской, железо сохраняет металлическую форму, принимая по медной проволоке электроны от магния. Чтобы убедиться в этом, перережьте проволоку и посмотрите, справится ли железо без электронов магния.

Утилизация

Пожалуйста, утилизируйте химические отходы эксперимента в соответствии с нормами вашего региона. Остальные твердые отходы утилизируйте вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте ее водой.

Что произошло

Почему гвоздь покрыт синим осадком? И почему раствор во второй половине чашки Петри становится красным?

Коррозия протекает очень медленно, и процесс разрушения металла не отследить невооруженным глазом. Поэтому мы используем два вещества: гексацианоферрат(III) калия K₃[Fe(CN)₆] и феноловый красный.

С ними процесс коррозии становится более наглядным. Химические уравнения для коррозии железа Fe и магния Mg очень похожи. Железо Fe окисляется до Fe²⁺, в то время как молекулы кислорода O₂ и воды H₂O превращаются в ионы OH⁻:

2Fe − 4e⁻ → 2Fe²⁺

O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

А вот уравнение коррозии магния:

2Mg − 4e⁻ → 2Mg²⁺

O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻

Гексацианоферрат(III) калия K₃[Fe(CN)₆] сразу же взаимодействует с ионами железа Fe²⁺. Вместе они образуют очень яркое соединение, известное как «берлинская лазурь» KFe[Fe(CN)₆]. Это соединение прекрасно видно, даже если его совсем немного.

Fe²⁺ + K₃[Fe(CN)₆] → KFe[Fe(CN)₆] + 2K⁺

В отличие от гексацианоферрата(III) калия, феноловый красный меняет окраску с желтой на красную (не запутайтесь!) не в присутствии ионов металла, а при наличии другого продукта коррозии металла — ионов OH⁻. Поэтому при коррозии магния Mg, раствор становится красным. Вы можете спросить: «Почему же тогда феноловый красный не меняет окраску в первой половинке чашке Петри? Ведь при окислении железа Fe так же образуются ионы OH⁻». Интересно, что феноловый красный меняет цвет в первой половинке чашки Петри, но мы этого не видим, из-за яркой берлинской лазури, которая перекрывает феноловый красный. Чтобы это проверить, можете провести опыт без K₃[Fe(CN)₆].

Как защитить от коррозии целый корабль?

В опыте «Защита от ржавчины» вы защитили от коррозии маленькие кусочки магния и железа. Но как защитить от коррозии целый океанский лайнер? Конечно же, с помощью огромного количества магния! Кстати, обычно так и делают…

Защитные пластины из алюминиевого Al, цинкового Zn или магниевого Mg сплава прикрепляются к корпусу корабля, сделанного из сплава железа Fe. Эти пластины называют «анодами-протекторами» — они отдают электроны корпусу корабля и подвергаются коррозии вместо него. Так корабль какое-то время остается в безопасности. Как только эти пластины уменьшаются больше, чем наполовину, их заменяют на новые.

Но электроны могут перемещаться между металлами не только за счет щедрости одного металла и жадности другого. В опыте «Электричество против железа» показано, как электроны могут перемещаться с помощью батареек. Поэтому существует и другой способ защиты судна: нужно подключить батарейки к корпусу корабля и к металлической пластине. Пластина, подсоединенная к положительно заряженному «+» концу батарейки, будет ржаветь, а корпус корабля, подсоединенный к отрицательно-заряженному «–» концу батарейки, будет надежно защищен от коррозии.

Как предотвратить образование ржавчины на металле: 10 методов

Это оранжево-коричневое изменение цвета, которое появляется на металлах (особенно на железе и стали), одновременно разрушительно и неприглядно. Процесс ржавчины начинается медленно, но как только он распространяется, он может ослабить объекты и конструкции и нарушить их функциональность. Вот почему лучше заранее предотвратить образование ржавчины.

Как предотвратить ржавление начинается с того, как вы обращаетесь с предметами из железосодержащего металла. Надлежащее хранение вдали от влаги невозможно переоценить. Также необходим регулярный уход. Другие способы предотвращения образования ржавчины включают, среди прочего, покраску, нанесение масла, порошковое покрытие.

Мы подробно изучим эту тему, пока будем рассматривать влияние ржавчины, способы ее удаления и преимущества антикоррозионных средств. Но сначала давайте начнем с четкого определения ржавчины.

Содержание

Что такое ржавчина?

Ржавчина – это форма оксида железа, возникающая в результате реакции между железом и кислородом, содержащимся в воздухе или воде. Это своего рода процесс коррозии, который происходит в присутствии воды или даже просто влаги.

В результате химической реакции железа с кислородом на металле образуется оранжево-коричневый чешуйчатый налет. А поскольку ржавчина пористая, пропускает воду и воздух, коррозия легко распространяется на металл под ней.

Присутствие соли легко ускоряет образование и накопление ржавчины. Вот почему люди, живущие в районах вблизи соленых водоемов, заметят более быструю коррозию металлических предметов.

Так почему же мы должны предотвращать образование ржавчины? Каково его воздействие на металлические предметы и конструкции?

Эффекты ржавчины

Ржавчина оказывает разрушающее воздействие на объекты, на которые она воздействует. Рассмотрим некоторые из них:

Одним из наиболее очевидных последствий коррозии является изменение внешнего вида металла. Вы заметите, что начинает проявляться знакомое оранжево-коричневое обесцвечивание. Это изменение цвета в основном является проблемой, когда дело доходит до эстетики.
Еще одним следствием ржавчины является ослабление конструкции. Оксид железа разъедает металл и заменяет его прочную структуру чешуйчатым порошком. Это опасно, особенно если затронутый объект предназначен для поддержки других конструкций. Независимо от того, поддерживал ли он, казалось бы, небольшой вес, такой как стул, или более крупный объект, такой как мост, результаты коррозии металлического объекта могут быть весьма разрушительными.
Влияние на мобильность. Части, которые должны были скользить друг по другу, застревают, как только появится ржавчина. Возьмем, к примеру, гайки и болты. Их было бы довольно трудно открутить, когда они покрыты ржавчиной.
Электропроводность прекращается при образовании ржавчины. Это потому, что ржавчина является изолятором; поэтому любой металлический предмет, предназначенный для проведения электричества, перестанет функционировать.
Ржавчина может быть опасна для здоровья. Возьмем, к примеру, металлические трубы, по которым вода подводится к зданиям. Если эти трубы заржавеют, любая вода, проходящая через них, будет загрязнена и опасна для употребления.
Ржавчина не обладает оптимальными магнитными свойствами железосодержащего металла. Как только железный магнит полностью изъеден ржавчиной, он больше не может функционировать как магнит.
Ржавчина настолько сильно разъедает предметы, что может создавать дыры в металлических листах. Если, например, кровля из листового железа начинает ржаветь, вскоре вы можете получить дыры и протекающую крышу.

Как обработать металл для предотвращения ржавчины

Поскольку ржавчина не имеет положительной функции и приводит только к разрушению, в первую очередь предотвращение ее образования было бы лучшим способом.

Чтобы предотвратить образование ржавчины, вам необходимо вмешаться в химическую реакцию, в результате которой образуется оксид железа. Вы можете сделать это, предотвратив контакт железосодержащих металлов с водой или влагой. Таким образом, не произойдет никакой химической реакции, которая приведет к образованию ржавчины.

Вот различные способы предотвращения образования ржавчины.

Обеспечьте надлежащее хранение

Мы уже установили, что ржавчина возникает, когда железо соединяется с кислородом, содержащимся в воде. Итак, когда мы говорим об обеспечении надлежащего хранения для предотвращения ржавчины, это в основном означает, что ваши железные предметы не должны попадать в воду.

Для начала не забудьте убрать все металлические предметы снаружи, где они находятся непосредственно под воздействием природных явлений, таких как дождь, туман или туман. Итак, когда вы закончите использовать свои инструменты, верните их внутрь, например, в гараж.

При хранении этих предметов вам нужно сначала очистить и высушить их. Это связано с тем, что грязь, такая как грязь, может подвергать металлы воздействию влаги. Кроме того, убедитесь, что среда хранения не сырая и не влажная. Вы можете использовать осушитель, чтобы избавиться от всей влажности.

Небольшие предметы, которые могут поместиться в коробку или контейнер, можно хранить в закрывающемся контейнере, который является водонепроницаемым и воздухонепроницаемым. Посмотрите это видео, чтобы узнать об интересном способе использования ментолового средства для растирания грудной клетки от простуды и гриппа, чтобы защитить хранящиеся инструменты от ржавчины:

При этом очевидно, что есть некоторые предметы, которые должны оставаться снаружи, такие как ворота, мост и резервуары. Тогда потребуется другой метод предотвращения образования ржавчины, который мы вскоре рассмотрим.

Обеспечьте регулярное техническое обслуживание

При проведении регулярного технического обслуживания необходимо удалить любую начавшую образовываться ржавчину. Вы можете использовать теплую воду и мыло, чтобы очистить поверхности.

После удаления всей ржавчины нанесите антикоррозийное покрытие по вашему выбору, чтобы предотвратить дальнейшее образование ржавчины.

Нанесение масла или смазки

Масло (или смазка) часто используется для смазки, чтобы обеспечить плавное движение между двумя или более металлическими частями. Но помимо этого масло образует слой, который действует как барьер против образования ржавчины. Вот как масло используется для предотвращения ржавчины.

К сожалению, нанесение масла сопряжено с некоторыми недостатками, которые могут препятствовать его использованию. Во-первых, это может быть довольно грязно в обращении. Во-вторых, из-за своих смазывающих свойств он скользкий и может привести к разбалансировке деталей. Кроме того, нанесение масла приходится время от времени повторять, а это требует времени.

Нанесение сухого покрытия

Вместо скользкого масла можно использовать сухое покрытие для предотвращения образования ржавчины. Этот продукт использует тот же принцип покрытия поверхности и предотвращения контакта металла с влагой или водой.

Одним из преимуществ сухого покрытия является его чистота. После нанесения он сухой на ощупь. Таким образом, это не приводит к скользким деталям. Сухое покрытие также можно использовать для улучшения других методов предотвращения ржавчины; например, вы можете распылить сухое покрытие на окрашенные поверхности.

Окраска железосодержащих металлов

Это еще один распространенный способ предотвращения образования ржавчины. Чаще всего вы будете красить поверхности и предметы в эстетических целях. Но хорошо то, что при этом объекты получают необходимую защиту от ржавчины.

Тип используемой краски очень важен. Масляная краска является правильным типом для предотвращения ржавчины. Это должно применяться вокруг объектов, чтобы создать полный барьер от воды или влаги.

Окрашенные поверхности или предметы можно использовать в течение длительного времени, если они не являются царапинами, открывающими лежащий под ними металл, поскольку это подвергает его коррозии.

В некоторых случаях закрашивание ржавчины может даже остановить ее распространение.

Цинкование

Цинкование — это процесс покрытия железа или стали цинком. Причина, по которой цинк используется, заключается в том, что он требует гораздо больше времени для коррозии от ржавчины по сравнению с железом. Поэтому ржавчина не сможет образоваться так легко.

Гальванизация защищает, образуя барьер между объектом и окружающей средой. Кроме того, поскольку цинк очень реактивен с кислородом, он может быстро образовывать оксид цинка, дополнительный барьер для металлического предмета. Это также предотвратит дальнейшее окисление железа.

Одним из недостатков использования цинка является его коррозия под действием кислот, соли и дождя. Это означает, что он также может быть подвержен ржавчине.

Оцинкованные изделия также могут иметь измененный внешний вид, и это может быть проблемой в зависимости от их предназначения.

Использование коррозионностойкого сплава

Сплав представляет собой материал или металл, изготовленный из комбинации двух или более металлов. Идея состоит в том, чтобы использовать лучшие качества или свойства различных металлов для получения лучшего металла.

Итак, в случае защиты от ржавчины железо комбинируют с металлами с различной скоростью коррозии. В результате получается сплав, который не будет легко ржаветь.

Одним из самых популярных сплавов является сталь. Это сочетание железа и углерода. Сталь также используется для изготовления других сплавов, которые еще лучше предотвращают образование ржавчины. Некоторыми примерами металлов, образующих стальные сплавы, являются никель, марганец, хром и другие.

Сплавы не могут полностью предотвратить образование ржавчины, но значительно замедляют процесс коррозии.

Порошковое покрытие

Этот метод защиты от ржавчины включает нанесение порошкового покрытия на металл или предмет. Предмет должен быть полностью чистым перед нанесением.

После равномерного нанесения порошка предмет пропускается через печь для превращения порошка в тонкую пленку. Это порошковое покрытие может быть полиэфирным, акриловым, нейлоновым, виниловым и другими.

Тонкая пленка действует как барьер для металлических предметов, предотвращая их ржавление.

Чаще всего порошковое покрытие наносится методом электростатического распыления. При этом используются заряженные частицы порошка, которые притягиваются к электропроводящему объекту. После этого изделие подвергается процессу нагрева.

Воронение

Воронение — это процесс создания покрытия, известного как магнетит, который очень похож на саму ржавчину. Разница в том, что вороненая сталь менее агрессивна и защищает металл под ней от образования ржавчины.

Этот метод в основном используется с небольшими стальными предметами, такими как тонкие часы и огнестрельное оружие. Термин «воронение» придуман из-за черно-синего внешнего вида, который получается в результате этой техники покрытия.

Упаковка с летучими ингибиторами коррозии

Упаковка с летучими ингибиторами коррозии представляет собой упаковку, пропитанную химическим веществом, используемым для защиты черных и цветных металлов от коррозии и ржавчины. ЛИК можно вводить в бумагу, древесностружечные плиты, полиэтиленовые пленки и другие материалы.

Так как же работает упаковка VCI? Когда металлические предметы хранятся в упаковке, ЛИК активируют пар внутри, а ионы ЛИК образуют защитный экран вокруг металлов, что предотвращает образование ржавчины и коррозию.

Отличным примером этого является бумага Armor Protective Packaging A30G1010 VCI Paper. В отличие от других, этот бренд предлагает VCI на обеих сторонах бумаги, что значительно упрощает его использование.

Преимущества предотвращения образования ржавчины

Предотвращая образование ржавчины, вы оказываете себе (и, возможно, другим) большую услугу, поскольку предотвращение образования ржавчины дает ряд преимуществ.

Давайте рассмотрим преимущества защиты от ржавчины.

Снижение затрат на ремонт

Если вы активно защищаете от ржавчины такие объекты, как заборы, ворота, автомобиль и т. д., у вас будет меньше проблем с техническим обслуживанием. Это связано с тем, что из-за накопления ржавчины происходит несколько структурных и функциональных отказов. Поэтому, если вы в первую очередь будете бороться с образованием ржавчины, многих из этих неприятностей не произойдет.

Сокращая количество ремонтов, вы экономите не только деньги, но и время. Несколько минут нанесения на автомобиль антикоррозионного покрытия могут сэкономить дни ожидания ремонта автомобиля в гараже из-за механической неисправности, вызванной коррозией.

То же самое касается предметов домашнего обихода. Старательно следя за тем, чтобы, например, ваша металлическая кухонная утварь всегда хранилась сухой, вы можете избежать суеты, связанной с замачиванием и очисткой этой посуды для удаления ржавчины, или даже необходимости замены предметов, которые были слишком повреждены ржавчиной.

Сохранение эстетической ценности

Мы все согласны с тем, что ржавчина выглядит некрасиво на предметах. Предотвратив образование ржавчины, вы легко сможете сохранить красоту объекта. Следовательно, вы получаете удовольствие от использования таких объектов в течение более длительного времени.

Более высокая стоимость предметов при перепродаже

Если вы планируете перепродать, скажем, свою машину, она принесет вам гораздо лучшую цену, если на ней нет ржавчины.

Когда покупатели замечают ржавчину на предмете, который вы пытаетесь им продать, создается впечатление, что предмет слишком изношен или за ним не ухаживали, а значит, у него может быть много других проблем.

Это либо полностью оттолкнет их, и вы потеряете потенциальных покупателей. В противном случае у вас не будет большой переговорной силы, поэтому вам придется согласиться на гораздо более низкую цену, чем вы надеялись.

Кроме того, автомобиль без ржавчины сохраняет свою красоту, как мы упоминали выше, и поэтому может иметь более высокую стоимость при перепродаже.

Повышенная безопасность

Защита от ржавчины может значительно повысить безопасность использования небольшого предмета или большой конструкции.

Если вы думали, что ржавчина — это просто небольшое неудобство для металлических предметов, подумайте еще раз. Несколько известных мостов рухнули, например, «Серебряный мост», который, как сообщалось, был вызван коррозией. И даже если ржавчина была не единственной причиной, она определенно сыграла большую роль в ослаблении этих конструкций.

Это означает, что предотвращение образования ржавчины или удаление ржавчины с объектов, как только они начинают образовываться, является важным преимуществом.

Сокращение отходов

Предотвращение образования ржавчины также может помочь защитить и сохранить окружающую среду за счет сокращения отходов. Это связано с тем, что объекты без ржавчины могут быть переработаны, а не выброшены как отходы.

Металлические детали, которые больше не используются в данной конструкции, могут быть повторно использованы для другой конструкции, если они все еще в хорошем состоянии и не имеют следов ржавчины.

Кроме того, благодаря антикоррозийным свойствам вы можете использовать их гораздо дольше без необходимости замены.

Увеличенный жизненный цикл

Изделия, не содержащие ржавчины, могут служить дольше как структурно, так и функционально.

На самом деле все перечисленные преимущества можно свести к одному этому преимуществу. Поскольку защита от ржавчины может снизить затраты на ремонт, для вас будет экономически целесообразно сделать несколько ремонтов предмета, а не покупать замену. Таким образом, вы будете использовать предмет в течение более длительного времени.

Точно так же, сохраняя красоту металлического предмета с помощью защиты от ржавчины, вы будете более уверенно пользоваться, скажем, этим автомобилем в течение более длительного времени, поскольку он будет выглядеть почти как новый.

Кроме того, поскольку предмет без ржавчины может иметь более высокую стоимость при перепродаже, это означает, что покупатель с большей охотой купит его, продолжит использовать и еще больше продлит его жизненный цикл.

Удаление ржавчины с металла

Итак, что если у вас есть предметы, уже покрытые ржавчиной, это конец? Или есть способ спасти ситуацию? Безусловно, есть несколько способов удалить ржавчину с металлических предметов.

Вот несколько самодельных средств, которые вы можете использовать, особенно для предметов домашнего обихода и инструментов, покрытых ржавчиной.

Погружение в белый уксус

Этот метод идеально подходит для небольших предметов, которые легко помещаются в контейнер.

Налейте немного белого уксуса в контейнер. Погрузите покрытые ржавчиной предметы и оставьте их на ночь. Если предметы слишком велики, чтобы их можно было погружать в воду, вы можете намочить кусочки тряпки в белом уксусе и покрыть ржавые участки.

После ночного простоя снимите предметы и сотрите металлической щеткой или стальной мочалкой.

Это один из самых простых способов удаления ржавчины, потому что белый уксус творит чудеса, пока вы спите. Вам нужно только соскоблить ржавчину, что довольно легко сделать после ванночки с уксусом.

Используйте пищевую соду

Если ржавчины не слишком много, попробуйте этот метод.

Очистите объект и дайте ему высохнуть. Посыпьте все изделие пищевой содой и оставьте на час или около того. После этого используйте стальную мочалку или металлическую щетку, чтобы удалить ржавчину.

Подробнее об удалении ржавчины пищевой содой читайте в этой статье.

Применение лимона и соли

Это удобный метод, так как он использует обычные предметы, которые, вероятно, уже есть у вас дома. Но обратите внимание, что это в основном будет работать при удалении небольших пятен ржавчины, которые менее стойкие. Вы можете применить этот метод, например, для очистки ржавой посуды, такой как ножи, ложки или вилки.

Итак, первое, что нужно сделать, это обильно посыпать ржавчину солью. Далее нарезаем лимон или лайм и выдавливаем на соленый слой его сок. Дайте этой установке постоять несколько минут, затем соскребите ржавчину с помощью кожуры.

Так как смесь соли и лимона не очень абразивна, вы можете не удалить всю ржавчину с первого раза. Так повторяйте процесс, пока вся ржавчина не будет очищена. Постирайте вещь и высушите.

Погружение в раствор лимонной кислоты

Лимонная кислота имеет сходные свойства с лимоном, но гораздо более концентрированная. Возможно, у вас на кухне не завалялось лимонной кислоты, но хорошо то, что вы можете легко купить ее в ближайшем магазине или в Интернете. Обратите внимание на миллиардную лимонную кислоту.

Начните с того, что налейте немного горячей воды в емкость. По крайней мере, на несколько дюймов в глубину достаточно, чтобы убедиться, что предмет, который вы хотите очистить, будет погружен в воду. Добавьте от 2 до 3 столовых ложек лимонной кислоты. Перемешайте, чтобы растворить.

Погрузите предмет в ванну и оставьте там на ночь. Утром достаньте предмет и соскребите оставшуюся ржавчину с помощью щетки. Промойте и высушите предмет без ржавчины.

Предотвращение ржавчины: сводка

В заключение следует отметить, что ржавчина, оранжево-коричневое вещество, разъедающее железосодержащие металлы, может вызывать ряд проблем. К ним относятся ослабление структур, создание опасности для здоровья и вмешательство в нормальное функционирование объекта, например проводимость электричества или магнетизм. Вот почему так важна профилактика ржавчины.

Вы можете предотвратить ржавчину, покрасив металл, покрыв металл антикоррозионным порошком или воронением стали, нанеся масло или смазку, гальванизировав, используя сплавы или храня предметы в упаковке с ЛИК.

Но если ржавчина уже образовалась, ее все же можно удалить с помощью простых домашних средств, например, замачивая в растворе белого уксуса или лимонной кислоты, прикладывая лимон или разрыхлитель.

В конце концов, вы можете пользоваться преимуществами антикоррозионной защиты объектов, в том числе защитой окружающей среды за счет сокращения отходов, повышения стоимости товаров при перепродаже, сохранения внешнего вида объектов и т. д.

Как защитить сталь от ржавчины?

Воздействие погодных условий

Сталь является одним из самых широко используемых материалов в современной промышленности, главным образом потому, что она универсальна, долговечна и доступна по цене. К сожалению, он легко подвергается коррозии, что несколько ограничивает его универсальность.
Причина в том, что одним из основных сырьевых материалов этого сплава является железо, которое окисляется под воздействием воздуха и влажности. Поверхности, наиболее подверженные ржавчине, имеют высокую пористость. Это означает, что острые кромки и углы стальных элементов наиболее подвержены коррозии.

Коррозия стальных конструкций

Стоимость стали в процессе строительства следует рассматривать как капитальные затраты. Текущие инвестиции должны служить нам как можно дольше. Поэтому риск возникновения ржавчины нельзя недооценивать. Повреждения в результате коррозии влияют на свойства стальных конструкций. Соответственно правильная защита от коррозии является важной частью работы с металлоконструкциями. В настоящее время существует два наиболее распространенных способа предотвращения ржавчины:

1. Нанесение цинкового покрытия – оцинковка стали – это процесс, при котором на поверхность металла наносится слой цинка.

2. Нанесение лакокрасочного покрытия – покраска создает барьер покрытия для влаги (что также украшает металлические конструкции).

Оба метода предназначены для обеспечения безотказной работы металлоконструкции (в течение заданного периода времени). Чем выше стойкость покрытия, тем выше цена защиты. Однако инвестиции в защиту от коррозии необходимы и могут быть рентабельными, если весь процесс подготовлен должным образом.

Определенно, самое сильное сцепление защитного слоя происходит, когда края стали закруглены, а хорошо покрытая поверхность является лучшим способом предотвращения ржавчины. Для этой цели подходит особый вид скашивания – скругление металла. В большинстве случаев снятие фаски представляет собой удаление определенного объема металла под необходимым углом вдоль кромки перед сваркой. Скругление — это удаление металла с острой кромки для создания равномерного радиуса. Чем больше поверхность склеивания краски и покрытий, тем ниже риск отслоения и коррозии.

Правильный выбор станка для снятия фаски

В настоящее время на рынке представлено множество различных типов станков для снятия фасок, которые позволяют отказаться от процедур газопламенной резки и шлифовки. Они имеют множество специфических функций и опций, которые позволяют выполнять различные операции обработки пластин, труб или труб, такие как снятие фаски, торцовка, J-образная подготовка, зенковка или наплавка. Однако лишь немногие станки для снятия фаски специально разработаны для создания одинакового радиуса, независимо от того, нужен ли R2, R3, R4 или R5. Стоит обратить особое внимание на кромкообрезные станки с одной практичной режущей головкой с углом наклона 45 градусов и 4 наконечниками как для V-образных фасок, так и для закругления. В зависимости от используемых вставок они могут либо выполнять фаску при подготовке сварочного шва, либо создавать плавное и последовательное закругление требуемого размера всего за один проход, экономя время и деньги по сравнению с традиционными методами шлифования. Другим важным преимуществом, которое очень ценят операторы, является компактная конструкция и легкий вес станков для снятия фаски, которые подходят для использования в ограниченном пространстве.

Таким образом, создание равномерного радиуса на кромках материала перед нанесением защитных покрытий оказывает существенное влияние на прочность и долговечность всей металлоконструкции. Процесс защиты от ржавчины начинается с надлежащей подготовки склеиваемой поверхности. Удобный и надежный станок для снятия фасок, создающий идеальные закругления, избавляет от необходимости трудоемкой чистовой обработки. Выбирай с умом.

Значение радиуса скоса кромки

Перед нанесением покрытия поверхность сплава должна соответствовать техническим нормам. Действующий EN 1090 и EN-ISO 12944, часть 2, директива по применению требует нанесения мягких или радиусных кромок на все стальные профили перед покраской, чтобы предотвратить образование ржавчины на острых кромках. Покрываемая поверхность должна быть гладкой и без острых концов, что значительно снижает коррозию стали.

Следующий пример иллюстрирует влияние острых кромок на коррозию стали.

Без радиуса

Отслаивание и ржавчина

Несмотря на наличие защитного слоя стальная пластина с острыми краями не защищена от ржавчины должным образом. Со временем краска начинает отслаиваться, что приводит к коррозии плиты. С другой стороны, создание идеального радиуса на краях материала перед покраской имеет решающее значение для срока службы покрытия материала.

С радиусом

Идеальная отделка

Сопутствующие товары

Советы по предотвращению коррозии для стали и других черных металлов другой металл, от повреждения целостности металла до негативного воздействия на эстетику и многое другое.

К счастью, у тех, кто работает со сталью и родственными металлами, есть несколько основных инструментов для снижения или даже устранения риска появления ржавчины на их изделиях.

Компания Wasatch Steel предлагает не только широкий ассортимент стального листа, стального прутка и других стальных изделий, но и опыт их использования и ухода за ними. Как появляется ржавчина на стали и других металлах и что можно сделать, чтобы этого не произошло? Вот базовый праймер.

Как возникает ржавчина

Когда дело доходит до ржавчины на металле, в первую очередь следует думать о железе. Когда железо реагирует с кислородом в воде, соленой воде, кислотах или других химических веществах, оно образует оксид железа, широко известный как ржавчина. В присутствии влаги этот процесс ускоряется, что приводит к коррозии и, в конечном итоге, к ослаблению металла.

Ржавчина может образовываться двумя способами: при прямом контакте с кислородом воздуха или в результате процесса, называемого «объемной ржавчиной». Массовая ржавчина возникает, когда маленькие кусочки металла соприкасаются друг с другом, вызывая электролитическую реакцию, которая создает ржавчину. Это чаще встречается в больших металлических объектах, таких как мосты или здания, поэтому вы часто увидите ржавчину внутри металла, прежде чем она будет видна снаружи.

Только черные металлы

Термин «черные» относится к металлам, содержащим железо, и важно отметить, что это единственные металлы, которые ржавеют. Алюминий, латунь и другие цветные металлы не подвержены коррозии в присутствии кислорода, воды или других химических веществ.

Так как почти все типы стали являются черными, включая углеродистую, легированную и нержавеющую сталь, все они подвержены коррозии. Однако возможный уровень защиты и предотвращения ржавчины зависит от типа стали, а также от применяемой отделки.

Следующие несколько разделов посвящены основным советам о том, как предотвратить появление ржавчины на стали или других черных металлах.

Надлежащий уход

Прежде всего, правильный уход за металлом поможет предотвратить ржавчину. Всегда удаляйте грязь, жир или другие загрязнения как можно скорее. Если оставить их на металле, они могут ускорить процесс ржавчины.

Кроме того, важно как можно скорее высушить металлические поверхности после намокания. Даже небольшая лужа воды может вызвать коррозию, если оставить ее достаточно долго. Вы можете предотвратить это, быстро высушив любой влажный металл или используя антикоррозионное покрытие.

Покрытия, устойчивые к ржавчине

Одним из лучших способов предотвратить ржавчину является покрытие металла веществом, которое защитит его от кислорода и воды. Для этой цели можно использовать несколько различных типов покрытий, каждое из которых имеет свои преимущества:

Гидроксид натрия и нитрат калия: эти два химических вещества в сочетании образуют покрытие, которое эффективно предотвращает ржавчину. Это не очень красиво, но работает.
: Краска — распространенный и простой способ защитить металл от ржавчины. Он поставляется в различных вариантах отделки, включая глянцевую, матовую и текстурированную, поэтому вы можете выбрать ту, которая будет соответствовать внешнему виду вашего продукта.
Масло: Вы также можете защитить металл слоем масла. Это популярный метод защиты инструментов и огнестрельного оружия от ржавчины, так как он помогает сохранить металл влажным.
Цинк: Цинк — еще одно часто используемое металлическое покрытие, поскольку оно эффективно предотвращает ржавчину и имеет очень долгий срок службы. Этот процесс также известен как гальванизация, и его часто добавляют к различным формам стали.

Предотвращение царапин

Когда сталь или другие черные металлы царапаются или трескаются, эти поврежденные участки становятся способными удерживать воду. Это означает, что ржавчина начнется с царапины и будет распространяться вниз, что может нанести большой ущерб за короткий промежуток времени.

Один из способов предотвратить это — сгладить все острые края металлического изделия. Это можно сделать напильником или наждачной бумагой, а можно использовать шлифовальный круг, если он у вас есть. Кроме того, рекомендуется избегать использования агрессивных чистящих химикатов, так как они также могут повредить металл.

Выберите правильный металл

Некоторые металлы более устойчивы к ржавчине, чем другие. В частности, лучший стальной продукт, который нужно искать, если вы заинтересованы в устойчивости к ржавчине, — это нержавеющая сталь.

Это происходит по нескольким причинам, включая тот факт, что нержавеющая сталь содержит хром. Этот элемент помогает создать на поверхности металла пассивную пленку, защищающую его от кислорода и воды.

Кроме того, нержавеющая сталь менее подвержена царапинам или повреждениям, так как это более твердый металл. Это означает, что меньше мест для проникновения воды и других веществ, вызывающих ржавчину.

Если вы ищете прочный и устойчивый к ржавчине металл, хорошим вариантом будет нержавеющая сталь.