Коррозия – разрушение металлов вследствие их физико-химического взаимодействия с окружающей средой (агрессивной атмосферой, морской водой, растворами солей, кислот, щелочей, различными газами и пр.). Под действием агрессивной среды большинство металлов, обладающих в реальных условиях эксплуатации термодинамической нестабильностью, способны самопроизвольно разрушаться, переходя в окисленное состояние.
Показатели коррозии
Различают прямые и косвенные показатели коррозии. Прямые показатели:
– убыль или увеличение массы, отнесенные к единице поверхности;
– глубина коррозии;
– доля поверхности, занятая продуктами коррозии;
– количество коррозионных язв или точек на единице поверхности;
– объем выделившегося с единицы поверхности водорода или поглощенного кислорода;
– время до появления первого очага коррозии;
– время до появления коррозионной трещины или до полного разрушения образца;
– величина тока коррозии.
Косвенные показатели:
– изменения физико-механических свойств (временного сопротивления, относительного удлинения, отражательной способности и др.);
– изменение электросопротивления.
Виды коррозии
По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисления металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте
Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией.
По условиям протекания различают:
– газовую коррозию, обычно протекающую при высоких температурах;
– коррозию в неэлектролитах (бензин, керосин и др.);
– коррозию в электролитах (солях, кислотах, щелочах) при полном, частичном или периодическом погружении, в движущейся или покоящейся среде;
– коррозию в естественных природных условиях (атмосферную, морскую, подземную);
– коррозию под действием внешнего тока (электрокоррозию);
– коррозию под напряжением (статическим, меняющемся по ве-личине и знаку);
– радиохимическую коррозию (под действием радиоактивного излучения);
– биокоррозию (под воздействием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов);
– фреттинг-коррозию или коррозионная эрозия (при одновременном действии коррозионной среды и сил трения);
– коррозию при кавитации (при ударном воздействии коррозионной среды);
– контактную коррозию (при контакте металлов, имеющих различные потенциалы);
– щелевую коррозию, протекающую в узких щелях и зазорах между отдельными деталями);
– структурную коррозию, обусловленную структурой неоднородностью сплава;
– термоконтактную коррозию, возникающую за счет температурного градиента, обусловленного неравномерным нагреванием поверхности металла.
По характеру коррозионных поражений различают сплошную или общую коррозию или общую коррозию и местную коррозию.
Сплошная коррозия бывает равномерная (рис. 3.1, а) и неравномерная (рис. 3.1, б). Сплошная коррозия охватывает всю поверхность металла и протекает по всей поверхности с одинаковой скоростью. Местная коррозия сосредотачивается на отдельных участках поверхности. Наиболее часто встречаются следующие ее разновидности: пятнистая (рис. 3.1,в), язвенная (рис. 3.1, г), точечная или питтинг
(рис. 3.1, д), сквозная (свищи) (рис.3.1, е), нитевидная (под покрытиями) (рис.3.1, ж), подповерхностная (рис. 3.1, з).
Подповерхностная коррозия начинается с поверхности, но преимущественно распространяется под поверхностью металла, вызывая его вспучивание и расслоение.
При межкристаллитной коррозии (рис. 3.1, и) разрушение сосредоточено по границам зерен металла. Для сплавов характерна избирательная коррозия (например, обесцинкованные латуни), когда коррозии подвергаются отдельные компоненты сплава (рис. 3.1, к). Возможна и внутрикристаллитная (транскристаллитная) коррозия (рис.3.1, л). При одновременном действии коррозионной среды и механических напряжений наблюдается коррозионное растрескивание(рис. 3.1, л).
Невозможно дать ответ на вопрос о том, какой из видов коррозионного разрушения наиболее опасен. Это зависит от условий эксплуатации изделий. Например, для силовых элементов конструкций наиболее опасны межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание. Для резервуара, трубопровода или реактора наиболее опасна точечная или язвенная коррозия. Для поверхностей трения, элект рических контактов, высокочастотных волноводов опасна сплошная коррозия. В некоторых случаях опасна не столько сама коррозия, сколько загрязнение поверхности ее продуктами (декоративные покрытия, зеркала). В этом случае также самой нежелательной является коррозия равномерного типа.
Рис. 3.1. Виды коррозии: а – сплошная равномерная коррозия; б – сплошная неравномерная коррозия; в – коррозия пятнами; г – коррозия язвами; д – коррозия точками (питтинг); е – сквозная коррозия; ж– нитевидная коррозия; з – поверхностная коррозия; и – межкристаллитная коррозия; к – избирательная коррозия; л – транскристаллитная коррозия; м – коррозия растрескивания.
Разновидности коррозионных процессов. Фреттинг-коррозия, кавитационное изнашивание, биокоррозия, контактная коррозия, щелевая коррозия, Понятие коррозия и деструкция материала.
Фреттинг-коррозия — коррозия при минимальном повторяющемся (локальном) перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды.
Фреттинг-коррозии подвержены болтовые соединения, посадочные поверхности подшипников качения, листовые рессоры, шестерни, муфты и т.д. Она возникает вследствие непрерывного разрушения защитной оксидной плёнки в точках подвижного контакта.
Пути предупреждения:
увеличение жёсткости соединений и площади контакта
использование материалов с высокой адгезией оксидных плёнок
упрочнение контактных поверхностей деталей азотированием (реже цементацией)
ионной имплантацией (ионным легированием) азота
нанесением тонких (до 10..30 мкм) твердых пленок на основе нитридов титана, циркония
Кавитационное изнашивание - это разрушение материала от соприкосновения его с движущейся жидкостью, в которой нарушается сплошность ее объема из-за образования полостей, заполненных паром, газом или их смесью.
Кавитационное изнашивание наблюдается в гидравлических турбинах, трубопроводах, на лопастях гребных винтов, подводных крыльях судов, гидравлических насосах, клапанах, а также в системах смазки и охлаждения двигателей, подвергающихся вибрации. Этот вид износа материалов, связанный с образованием или исчезнованием пузырьков в жидкости, возникает вследствие местного изменения давления.
Биокоррозия (биологическая коррозия) - тип коррозионного разрушения в условиях воздействия микроорганизмов. Продукты жизнедеятельности различных микроорганизмов, которые присутствуют в воде, грунте, интенсифицируют процесс коррозии. По биологическим факторам различают повреждения от:
- микроорганизмов: бактерий, простейших, лишайников, грибов;
- макроорганизмов: хордовые и беспозвоночные животные, растения.
Для защиты конструкций от биологической коррозии эффективным и основным способом является обработка поверхности изделии бактерицидными средствами (содержащие хлор, формалин и т.п.). Очень часто бактерицидные вещества вводят в состав лакокрасочных материалов и других видов покрытий. Но такой способ защиты достаточно дорогой и не всегда возможен. Для защиты от биокоррозии также используют электрохимическую защиту.
Контактная коррозия – вид коррозионного разрушения, который наблюдается при контакте двух разнородных металлов, т.е. которые обладают разными электрохимическими свойствами.
Контактная коррозия наблюдается, например, в системах алюминий (и сплавы алюминия)-углеродистая сталь или алюминий-цинк, медь-железо, и т.д. Контактная коррозия также может наблюдаться при контакте изделий из одного и того же металла, но соединенных при помощи пайки либо сварки. Сварной (спаечный) шов будет отличаться электрохимическими свойствами от основного металла. Различная механическая обработка стали (металла) также может вызвать контактную коррозию даже у одного и того же метала.
Щелевая коррозия – один из видов местной электрохимической коррозии металла. Щелевая коррозия подразумевает усиленное коррозионное разрушение в щелях, трещинах, зазорах (фланцевые, резьбовые соединения, места неплотного соединения металла с резиновыми или другими прокладочными материалами и т.д.). Щелевая коррозия может протекать как в атмосфере воздуха или газовой смеси, так и в условиях смачивания электролитом (морская вода). В морской атмосфере наблюдается в щелях и зазорах между металлом (трубопровода, днища корабля или любой другой конструкции, омываемой водой) и обрастающими организмами (водоросли, полипы, различные микроорганизмы). При атмосферной щелевой коррозии в щелях, зазорах постоянно скапливается и задерживается влага, что обуславливает ее протекание.
Методы защиты от щелевой коррозии металлов
В практике защиты конструкций от щелевой коррозии существует пять основных методов.
1) Рациональное конструирование более предотвращает возникновение коррозионного разрушения, чем защищает металл. Оно предусматривает при проектировании размещать соединения, зазоры так, чтобы исключить попадание и застой влаги (агрессивной среды).
2) Использование материалов мало или вообще не склонных к щелевой коррозии. К ним относятся стали марки Х18Н12МЗТ (хромоникелевая сталь, содержащая молибден), Х28 (высокохромистая). Еще титан, его сплавы обладают хорошей стойкостью к данному виду коррозионного разрушения.
3) Уплотнение щелей и зазоров. В качестве уплотнителей используют различные виды полимерных материалов, смазки, резины, которые заполняют щели, а также исключают появление зазоров.
4) Электрохимическая защита. Для титана и хромоникелевых сплавов применяют анодную защиту, а чугуна и углеродистых сталей – катодную.
5) Ингибирование. Применяют различные смеси ингибиторов, анодные или катодные, а также смешанные ингибиторы больших концентраций.
Коррозия – разрушение металлов вследствие их физико-химического взаимодействия с окружающей средой (агрессивной атмосферой, морской водой, растворами солей, кислот, щелочей, различными газами и пр.). Под действием агрессивной среды большинство металлов, обладающих в реальных условиях эксплуатации термодинамической нестабильностью, способны самопроизвольно разрушаться, переходя в окисленное состояние.
Уменьшение степени полимеризации происходит в результате реакций, протекающих с разрывом связей в основной цепи полимера и называемых реакциями деструкции. Распад макромолекул происходит по различным механизмам, зависящим от строения полимера и факторов, вызывающих деструкцию. Деструкция приводит к значительному изменению свойств полимерных материалов и изделий из них, сокращает сроки их эксплуатации.
Деструкция полимеров может протекать под действием химических агентов (воды, кислот, спиртов, кислорода, озона и т. д.) или под влиянием физических воздействий (тепла, света, ионизирующих излучений, механической энергии и пр.).
Окислительная деструкция полимеров происходит при действии на материал кислорода или озона. В условиях эксплуатации конструктивных элементов кислород воздействует на полимеры при одновременном влиянии солнечного излучения, влаги и температурных колебаний. При этом изменяется структура полимеров, что называется старением.
Скорость окислительной деструкции определяется интенсивностью присоединения кислорода к некоторым звеньям макромолекул, в результате которого в полимере образуются различные функциональные группы – гидроксильные, карбонильные, карбоксильные и др. Облучение светом, особенно ультрафиолетовой частью спектра, значительно ускоряет окислительную деструкцию.
Термическая деструкция происходит под действием теплоты. Вместе с тем, этот вид деструкции может протекать одновременно с воздействием на материал кислорода. Тепловое воздействие на полимерные конструктивные элементы, как правило, сопровождается изменением химического состава звеньев макромолекул, кратности связей, перегруппировкой атомов, появлением новых функциональных групп, а также деполимеризацией. Термическая деструкция может вызвать полное разложение полимерного конструктивного элемента – вплоть до образования мономеров. Радиационная деструкция полимеров происходит под влиянием излучений – рентгеновских, протонных, нейтронных и др. Действие излучений высоких энергий на полимеры проявляется в возбуждении и ионизации отдельных звеньев макромолекул. Возбуждение, т. е. переход электронов на более высокий уровень, делает макромолекулы менее устойчивыми, облегчая деструкцию под влиянием других факторов.
В зависимости от типа полимера и интенсивности действия различных факторов, сопровождающих облучение, деструкция может протекать с выделением различных низкомолекулярных газов: водорода, хлора, азота, метана, оксида и диоксида углерода.
Механическая деструкция протекает под действием статических и динамических нагрузок. Под влиянием этих нагрузок макромолекулы скользят одна относительно другой и их ковалентные связи разрываются в местах наибольшей концентрации напряжений, поэтому процесс сопровождается вязким течением материала. Механическая деструкция полимерных материалов при отсутствии кислорода отличается от термической и радиационной составом продуктов распада: отсутствием газообразных веществ – осколков цепей макромолекул.
Химическая деструкция происходит под действием агрессивной (чаще окислительной) среды. Окислительная реакция активизируется под влиянием света (фотохимическая деструкция).
По отношению к химическим агрессивным средам полимеры подразделяются на гетероцепные (в основной цепи молекулы содержатся кислород, азот, сера и др.) и карбоцепные (образованные только атомами углерода).
Гетероцепные (полиамиды, тиоколы, силоксаны, полиэфиры и др.) сравнительно легко распадаются под действием горячей воды, кислот и щелочей.
Карбоцепные полимеры (в целом более стойкие к агрессивным средам) по коррозионной стойкости подразделяются на три группы:
– полимеры, полученные из предельных углеводородов, среднестойкие по отношению к агрессивным средам (полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен и др.);
– полимеры, синтезированные из предельных углеводородов с заместителями и элементами структуры, увеличивающими стойкость к агрессивным средам; в качестве заместителей часто применяют фтор (политетрафторэтилен), хлор (трифторхлорэтилен, хлорсульфированный полиэтилен), бензол (полистирол), такие полимеры стойки к кислотам, слабым окислителям, а фторзамещенные – и к сильным окислителям;
– полимеры, синтезированные из углеводородов с элементами структуры, уменьшающими их стойкость к aгрессивным средам; такими элементами являются двойные связи между элементами молекул, которые легко взаимодействуют с кислородом, галоидами, кислотами (полиизопреновый, полибутадиеновый, бутадиенстирольный, бутадиеннитрильный каучуки и др.).
Биологическая деструкция, как правило, вызывается плесневыми грибами. Пигменты, выделяющиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, окрашивают материал в различные цвета. Cвойства полимерных конструкций с течением времени изменяются: теряется эластичность, повышается жесткость и хрупкость, снижается прочность. Эти изменения называются старением. Повышение жесткости и хрупкости может происходить в результате не только деструкции, но и сшивания (агрегирования) макромолекул. Иногда деструкция и агрегирование происходят одновременно.
Методы защиты от коррозии металлическими покрытиями и неметаллическими покрытиями. Анодное и катодное покрытие. Примеры применения в машиностроении. Полимерные, силикатные, конверсионные, лакокрасочные. Особенности формирования и механизм защиты.
Металлические покрытия по способу защитного действия делят на катодные и анодные. К анодным относят покрытия, обладающие более электроотрицательным потенциалом, чем защищаемый металл. Срок их службы определяется толщиной и скоростью коррозии покрытия в данных условиях. Они защищают металл не только механически, но и электрохимически, выполняя роль анода при коррозии, тогда основной металл становится катодом и не подвергается разрушению, пока сохраняется электрический контакт покрытия с металлом и через систему проходит достаточный электрический ток. Поэтому для таких покрытий не играет существенной роли их пористость. Анодные покрытия на железе обладают, как правило, невысокой коррозионной стойкостью и применяются обычно для защиты от атмосферной коррозии в нейтральных средах. Анодным по отношению к железу являются цинк и кадмий Катодными называют покрытия, имеющие более положительный потенциал, чем защищаемый металл. Такие покрытия надежно защищают металл лишь при условии их сплошности, т.к., в противном случае возникает гальванический элемент, в котором основной металл, являясь анодом, разрушается. Катодные покрытия защищают металл чисто механически, изолируя его от агрессивной среды. В местах нарушения таких покрытий развивается обычно язвенная или подслойная коррозия. К катодным покрытиям по отношению к железу относятся Cu, Ni, Sn, Pb, Cr.
Металлические покрытия по сравнению с неметаллическими обладают большей механической прочностью, хотя технология их нанесения сложнее. По способу нанесения их делят на гальванические, химические, диффузионные, металлизационные и механотермические.
Гальванические покрытия получают методом электролитического осаждения металла из раствора соответствующих солей (метод гальваностегии). Металл, на который наносят покрытие, является катодом, а анодом обычно служат пластины осаждаемого металла.
Гальванические покрытия применяют в основном для защиты от коррозии железа и углеродистых сталей. Назначение покрытий:
– защита от коррозии (цинкование, кадмирование, лужение, оловянирование);
– защитно-декоративные (никелирование, хромирование, серебрение, золочение);
– повышение электропроводности (меднение, серебрение, золочение);
– повышение твердости и износостойкости (хромирование, родирование, палладирование);
– получение магнитных пленок (осаждение сплавов Ni-Co, Fe-Ni);
– улучшение отражательной способности поверхности (серебрение, родирование, палладирование, хромирование);
– улучшение способности к пайке (лужение, осаждение сплавов олово - свинец);
– уменьшение коэффициента трения (осаждение сплавов олово свинец, индий – свинец и др.).
Защитные покрытия на основе термопластов и реактопластов
Для изготовления защитных покрытий применяют как термопластичные полимеры и композиции на их основе, так и термореактивные на основе синтетических смол (олигомеров).
Защитные покрытия на основе термопластов и реактопластов
Для противокоррозионных покрытий применяются наиболее химически стойкие материалы: полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), пентапласт, фторопласты, полиизобутилен. Рассмотрим важнейшие из этих материалов.
Покрытия на основе ПВХ в противокоррозионной технике: выпускают жесткий (не-пластифицированный) – винипласт и мягкий (пластифицированный) – пластикат. Винипласт используется для покрытий реже, хотя химически он более стоек. Его недостаток – низкая тепло- и морозостойкость. Пластикат чаще используют для покрытий, он легко формуется, хорошо сваривается. Пластификатор (обычно фталаты) улучшает его эластические свойства и повышает морозостойкость. Пластикат стоек к воде, кислотам и щелочам низких концентраций. При нанесении покрытий обязательно грунтование поверхности (клеями на основе фенольных и эпоксидных смол), т.к. пластификатор снижает адгезию. Пластикат применяют для защиты металлического, железо-бетонного и бетонного химического оборудования, строительных сооружений и строительных конструкций, как в качестве самостоятельного покрытия, так и в виде подслоя под футеровку.
| 3 4 2 4 |
| 3 2 4 3 |
Покрытия на основе фторопластов, и, прежде всего, политетрафторэтилена – ПТФЭ (Ф-4), по химической стойкости превосходят все остальные. Действуют на ПТФЭ только расплавленные щелочные металлы и элементарный фтор. При комнатной температуре не растворяется, и не набухает ни в каких растворителях. До температуры разложения (4150С) не переходит в вязкотекучее состояние, поэтому при его переработке используется особая технология. Низкая адгезия затрудняет нанесение покрытий. Более технологичны модификации ПТФЭ, Ф-4Д – можно наносить покрытия из водных дисперсий. Ф-40 и Ф-4М – плавкие модификации Ф-4, которые можно наносить в виде покрытий из порошков. Покрытия из ФТ-4 используются для защиты химического оборудования, эксплуатируемого в наиболее агрессивных средах при высоких (до 2000С и более) температурах. Недостаток покрытий: низкая механическая прочность и высокая стоимость.
Покрытия на основе пентапласта по химической стойкости приближаются к фторопластовым. Стойки к большинству растворителей, слабым и сильным щелочам, слабым и некоторым сильным кислотам. Подвержены действию только азотной и дымящейся серной кислоты. Механические свойства при действии агрессивных сред сохраняются лучше. Хорошие технологические свойства: перерабатывается литьем под давлением, экструзией и другими методами. Это один из наиболее перспективных материалов для противокоррозионной защиты. Емкости и аппаратуру защищают футеровкой листами пентапласта. Листы приклеивают, а между собой сваривают прутком. Наносят также покрытия из порошка пентапласта. Такие покрытия надежно защищают оборудование от коррозии.
Покрытия на основе реактопластов
Покрытия на основе реактопластов наносят в виде замазок, мастик, растворов. Наносимая композиция включает в себя смолу, отвердители (низко- или высокотемпературные), пластификаторы для снижения хрупкости или повышения эластичности, растворители для понижения начальной вязкости и наполнители для повышения прочности, износостойкости, теплостойкости, понижения усадки и снижения стоимости материала.
Реже применяют покрытия листовыми материалами.
Покрытия на основе эпоксидных смол. Отверждаются диаксинами и полиаминами. Усадка при отверждении небольшая, выделения побочных продуктов не происходит. Обладает отличной адгезией, хорошими физико-механическими свойствами и стойкостью к кислотам и щелочам. Недостаток – токсичность (за счет диаминов и, особенно, полиаминов). Используются для защиты химического оборудования и сооружений строительных сооружений и строительных конструкций как в качестве самостоятельного покрытия, так и в виде подслоя под футеровку.
Полиэфирные смолы, применяемые в технике антикоррозионной защиты, представляют собой растворы в стироле ненасыщенных полиэфиров дикарбоновых кислот и многоатомных спиртов. Отверждение происходит при нагреве или под действием отвердителей (фталевый или малеиновый ангидриды). Стойки к минеральным и органическим кислотам, нефтепродуктам, растворителям. Подвержены гидролизу, особенного в щелочной среде. На их основе изготавливают различные лаки и антикоррозионные мастики.
Неорганические покрытия
Силикатные эмали получают из силикатной шихты (размолотое стекло), наносимой на подготовленную (протравленную) поверхность
| 2 4 |
| 2 2 |
Основной недостаток – чувствительность к механическим воздействиям и растрескивание при термоударах. В атмосферных условиях эмалированные стали служат много лет (корпуса бензонасосов, декоративные строительные панели и т.п.). основной вид разрушения – образование в покрытии сетки трещин, через которые поступает ржавчина.
Виды и способы нанесения лакокрасочных покрытий
Лакокрасочные материалы – жидкие или пастообразные составы, которые при нанесении тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием пленки (покрытия) предназначены: для защиты металлов от коррозии; неметаллов - от увлажнения и загнивания; придания поверхности специальных свойств (электроизоляционных теплозащитных и др); придания изделиям декоративного вида.
Различают три основных вида лакокрасочных покрытий: масляные 1)Масляные краски – суспензии, полученные растиранием пигментов в маслах, служащих пленкообразующими веществами. Пигменты придают краске соответствующий цвет и влияют на защитные свойства готового покрытия. Ими являются ZnO, свинцовые белила, охра и т.д. В растительные масла для ускорения процесса сушки добавляют сиккативы (оксиды Co, Mn и др.), полученное масло называют олифой. Для повышения прочности и стой-кости краски вводят наполнители – тальк, каолин. Масляная краска хорошо защищает металл от коррозии в условиях повышенной влажности.
2)Лаки – растворы природных или синтетических смол в различных растворителях. После нанесения лака растворитель улетучивается и образуется прочная пленка. Различают спиртовые и масляные лаки. Первые – раствор смолы в спирте, вторые – в олифе.
3)Эмали – растворы лаков в органических растворителях с добавкой пигментов. Как и лаки, дают блестящие покрытия. Дешевле ла-ков. Различают эмалевые краски: масляные (на масляных лаках), глифталевые (на глифталевых лаках), нитроэмали – на нитроцеллюлозных лаках. Нитроэмали – быстросохнущие материалы, твердеющие через несколько минут после нанесения. В последнее время широко при-меняют синтетические эмали на основе синтетических смол, отличающиеся высокими декоративными качествами, эластичностью, твердостью, атмосферостойкостью.
Нанесение лакокрасочных покрытий состоит из операций подготовки поверхности к окрашиванию, собственно нанесения покрытия, и сушки. Подготовка к окрашиванию включает очистку от грязи, ржавчины, грунтование и шпаклевание (шпатлевание). Очистка поверхности производится водными растворами синтетических моющих средств или растворителями. Для увеличения сцепления лакокрасочного слоя с поверхностью на нее наносят грунтовочный слой (грунтовку) – железный сурик, цинковый крон, составы, содержащие цинковую пыль (протекторные) и т.п. Для выравнивания грунтованной поверхности, заделки раковин, неровностей, поверхность шпатлюют, наносят слой шпатлевки.
Краску наносят на поверхность следующими основными способами:
1) кистевая окраска – нанесение кистью;
2) окраска распылением – очень высокая производительность, процесс может быть автоматизирован. При распылении в электростатическом поле достигается высокая равномерность покрытия, на 30-50%(по сравнению с кистевой окраской) уменьшается расход материала;
3) окраска погружением и обливанием – производительна и проста в исполнении. Применяют при использовании маслосодержащих эмалей. Для мелких изделий окраску производят в специальных барабанах;
4) накатка вальцами – используется для окраски плоских изделий, досок, листового материала.
После нанесения покрытий производится их сушка. Сушка выпол-няется в естественных условиях (15-20 0С) или в специальных сушиль-ных камерах при повышенных температурах (100-110 0С); естественная сушка – 1-2 суток; в сушильных камерах – 1-3 часа.
Обычно лакокрасочное покрытие наносят на окрашиваемую по-верхность в несколько тонких слоев, причем каждый последующий слой наносят после того как предыдущий совершенно высох. В этом случае обеспечивается надежное перекрытие пор, образующихся при высыхании за счет удаления растворителя.
Консервацияметаллоизделий
Временная защита – один из видов защиты металлических изделий от коррозии, рассчитанный на срок от момента изготовления изделия до начала его эксплуатации, то есть на время его хранения и транспортировки потребителю. Для временной защиты часто применяют средства, легко удаляемые перед началом эксплуатации изделия. По длительности действия временную защиту подразделяют: на кратковременную (3–6 месяцев), средней продолжительности (6–12 месяцев), длительную (1–2 года) и особо длительную (более 2 лет). Временная защита может осуществляться в процессе производства изделия (межоперационная защита) или по его окончании (защита готового изделия).
Консервацией называется нанесение средств временной защиты на поверхность предметов. Обычно для этой цели используются масла, смазки, лаки, пленки и летучие ингибиторы коррозии, а также различные их сочетания. Они изолируют металл от воздействия агрессивных компонентов атмосферы, создавая изолирующий слой или защитную пленку на поверхности металла. Консервационные средства, создающие изолирующий слой, мене выгодны, чем средства, обеспечивающие получение на поверхности изделия защитной пленки, так как требуют последующей трудоемкой расконсервации. Кроме того, первые (смазки, масла) мене надежно защищают металл, изолирующий слой.
Специальные способы эффективной защиты от коррозии. Легирование, ингибиование, аэрация и деаэрация. Электрохимические способы защиты от коррозии: анодная защита, катодная защита и электродренаж.
Легирование металла
Легированием металла можно добиться значительного повышения его коррозионной стойкости.
Торможение катодного процесса может быть достигнуто добавка-ми, повышающими перенапряжение катодного процесса. Например, стойкость цинка в кислотах можно повысить введением примесей железа, меди, кадмия.
Стойкость сплава можно также повысить, уменьшая число катодных участков на его поверхности с помощью соответствующего режима термообработки. Например, закаливаемый дуралюмин имеет меньше катодных включений CuAl, чем отожженный.
Торможение катодных процессов легированием может дать эффект только в случае коррозии с водородной деполяризацией.
Торможение анодных процессов легированием может быть осу-ществлено тремя путями: 1)уменьшение площади анодных участков за счет повышения чистоты сплава или термообработки. 2) в сплав вводят легкопассивирующиеся добавки (легирование стали Cr или Si). 3) возможность пассивирования сплава. Введение в сплав эффективных катодов переводит его в устойчивое пассивное состояние. В качестве таких добавок используют электроположительные металлы: платина, палладий, рутений. Иногда можно использовать Cu, Ni, W и др. При этом положительный эффект достигается введением небольших количеств таких добавок (до 1%).
Повышение коррозионной стойкости металлов легированием особенно эффективно при коррозии в условиях воздействия механических напряжений. В этом случае предотвращается не только обычная коррозия, но и коррозионное растрескивание.
Механизм действия ингибиторов
В тех случаях, когда нанесение защитных покрытий на изделие невозможно или нанесенные покрытия не обеспечивают необходимой защиты, снижение коррозии может быть достигнуто с помощью ингибиторов. Ингибиторами коррозии являются такие вещества, небольшая добавка которых в коррозионную среду, вызывает уменьшение скорости коррозии металла, находящегося в этой среде. Ингибиторная защита может применяться как самостоятельный метод борьбы с коррозией или в сочетании с другими методами защиты (комплексная защита). Область их применения значительно расширилась, они применяются в травильных цехах (ингибиторы травления), в машиностроении и приборостроении (средства временной защиты и летучие ингибиторы), в нефтехимии (ингибиторы для процессов нефтепереработки, добавки к маслам и горючему), в коммунальном хозяйстве (ингибиторы для водообротных систем), в пищевой промышленности (ингибиторная защита металлической тары при стерилизации и пастеризации) и т.д.
Деаэрация – процесс удаления кислорода и других газов с водных сред. Коррозия в деаэрированной воде сводится к минимуму, поэтому деаэрация является эффективным практическим средством защиты металла от коррозии в пресной и морской воде. Деаэрацию применяют для уменьшения коррозионного разрушения не только железа и сплавов на его основе, но и латуни, свинца, меди, цинка.
Процесс деаэрации могут проводить:
1) Химическая деаэрация - суть химической деаэрации заключается в том, что нагретую (горячую) воду пропускают сквозь колонну. Внутри колонна заполнена стальной насадкой. При прохождении вода вызывает коррозию стали. Большая часть растворенного в воде кислорода израсходуется на протекание коррозионных процессов. Это занимает довольно длительное время. Продукты коррозии (ржавчину) удаляют при помощи фильтрования. Деаэрированная таким способом вода применяется во многих системах, в особенности трубопроводных. Но метод довольно трудоемок, так как требует постоянного контроля, относительно частой замены стальных насадок.
2) Вакуумная деаэрация осуществляется противотоком воды и пара. Вода поступает в виде множества тонких струек и брызг. За счет этого достигается большая площадь контакта пара и жидкости. Идет испарение кислорода и небольшого количества диоксида углерода. При единоразовой обработке можно удалить около 90 – 95 % растворенного в воде кислорода. Далее процесс идет намного сложнее и становится довольно трудоемким. Для более сильной деаэрации процесс повторяют неоднократно.
К электрохимическим методам относят катодную и анодную защиту, протекторную защиту и электродренаж.
При катодной защите с защищаемым объектом соединяют отрицательный полюс источника тока, а к положительному полюсу присоединяют дополнительный электрод (чугунный или стальной лом). При анодной защите защищаемый объект подвергают воздействию анодного тока такой величины, чтобы сдвинуть потенциал объекта в пассивную сторону.
Перспективными являются различные комб