Металлические поверхности часто подвергаются развитию коррозии по множеству причин – от контакта с влажностью, другими металлами, агрессивными средами. Опасность есть вне зависимости от места использования – как внутри помещения, так и снаружи.
В этом материале мы рассмотрим основные методы борьбы с такой проблемой и способы удаления коррозии, которая уже появилась. Это позволит нанести сверху защитное покрытие или ингибитор, значительно продлит срок использования стальной детали.
Ручная обработка как эффективный метод борьбы с коррозией
Главная особенность ручного метода заключается в том, что в процессе чистки используются специальные инструменты без подключения к электросети. Обычно одного только этого способа оказывается недостаточно чтобы справиться с ржавчиной, потому применяются и дополнительные средства.
Если вы хотите снять продукты коррозии, можно применять щетку из проволоки, шпатели, наждачную бумагу с крупным абразивом. С плотными отложениями помогают бороться молотки.
Коррозионные Повреждения
Тип коррозионного повреждения зависит от материала конструкции, наличия неконденсирующихся газов и способа сбора и истечения конденсата пара.
Углеродистая сталь
Для оборудования из углеродистой стали (CS) присутствие кислорода в конденсате обычно создает ямы, которые часто заполняются продуктами коррозии.
Присутствие CO2 создает атаку мезообразного типа или глубокую канавку. Продукты коррозии часто уносятся с вытекающим конденсатом и могут оседать в других местах системы, где скорость потока ниже или давление снижено.
Медь и никель
Медно-никелевые теплообменные трубки могут подвергаться отслаиванию, когда тонкие слои металла трубки превращаются в оксиды.
Кислород в первую очередь отвечает за этот тип поражения, но другие газы, такие как СО2 и аммиак, помогают определить степень и морфологию коррозионного повреждения.
Небольшой наклон, обычно придаваемый горизонтальным трубам в теплообменниках (с паром на стороне корпуса), может способствовать потоку конденсата к одной стороне перегородки или опорной пластины трубы. Этот локализованный поток может создавать глубокие канавки в трубах, непосредственно прилегающих к перегородке или опорной плите. Латунные трубки особенно подвержены этой форме атаки.
Механизированная обработка металла
При проведении такой зачистки применяются специальные установки. В их основе лежит абразивный материал или специальные скребки.
Основное преимущество обработки с применением подобного материала заключается в том, что техника оснащается специальным электрическим механизмом. В результате процесс значительно ускоряется и результат становится намного более качественным. Стандартный метод удаления коррозионных отложений – при помощи вращения или возвратно-поступательных движений.
Почему металлы разрушаются
Когда неконденсирующиеся газы кислород и углекислый газ (CO2) присутствуют в системе отдельно или в сочетании, они могут сделать горячий конденсат очень агрессивным.
Эти газы поступают в пароконденсатную систему несколькими способами:
(I) вместе с питательной водой котла в виде “свободных” или захваченных газов;
(II) при конденсации пара создается вакуум и втягивается воздух;
(III) в случае CO2 в результате термического распада карбонатов и бикарбонатов в питательной воде.
В пароконденсатной системе могут присутствовать другие коррозионные газы, включая аммиак (NH3), сероводород (H2s) и диоксид серы (SO2).
СО2 растворяется в водном конденсате с образованием углекислоты.
Следовательно, конденсат будет содержать ионы водорода (H+), которые могут способствовать коррозии. Присутствие кислорода в конденсате приводит к следующим дополнительным катодным реакциям, которые могут значительно стимулировать коррозионное воздействие.
Снятие коррозии пескоструйным методом
Этот метод очистки базируется на использовании специальной установки, из которой под высоким давлением подается поток воздуха с включенными в него абразивными частицами. Их равномерное воздействие на материал помогает снимать даже достаточно плотные отложения и при этом не повреждать металл, мягко готовить его к последующей обработке специальными защитными составами.
Есть несколько основных методов работы:
- Методом подачи сжатого воздуха. Наиболее упрощенно этот метод уже был описан выше.
- С использованием влаги. В таком случае в потоке воздуха кроме самого абразивного материала также присутствуют мелкие капли воды. Это позволяет увеличить жесткость воздействия.
- Влажная очистка. Вместо воздуха применяется водяной поток с абразивными частицами. Вы можете сами контролировать давление, а также другие показатели, напрямую влияющие на качество очистки материала.
Механические способы очистки
Выбор конкретного метода очистки определяется видом очищаемой поверхности металла. Например, для долго хранившегося мотка стальной проволоки можно применить ее периодическое перематывание с одной пары роликов на другую. В процессе таких перегибов происходит сначала шелушение, а затем отделение окалины от поверхности металла.
После такого перематывания лучше в конце пропустить проволоку между парой жестких стальных щеток, при помощи которых происходит окончательное отделение ржавчины от основного металла. Удаление ржавчины таким способом возможно также, если вместо щеток использовать наждачную шкурку или крупнозернистую бумагу.
Недостаток этого способа — после обработки на очищенной поверхности остаются следы от очистного инструмента.
После механической очистки металлические изделия стоит отполировать, особенно если обрабатываемая поверхность должна сохранить свой прежний внешний вид.
Химические средства борьбы с коррозией
В современной промышленности также распространена практика обработки материала с применением специальных химических средств. Специальные составы используются для качественной очистки поверхности даже в сложных изделиях и труднодоступных местах.
Часто химикаты применяются в том случае, когда нужно удалить остатки продуктов коррозии уже после того как основная масса была ликвидирована. При этом от проводящих процедуру специалистов требуется хорошее понимание того, как разные типы составов работают с отличающимися по своему составу сплавами.
Сам процесс обычно выглядит так:
- Применяется механическая, ручная или пескоструйная обработка. Это позволяет не только снять большую часть продуктов коррозии, но и естественным методом обезжирить материал.
- Нанесение специального вещества. Это агрессивный состав, так что обработка должна выполняться только в правильно подобранных и надетых средствах индивидуальной защиты.
- Ожидание эффекта. На то, чтобы состав смог вступить в контакт с продуктом коррозии и устранить его, уходит от 20 до 30 минут. Понять, что химия действует, можно по смене цвета самого налета ржавчины – он становится серым.
- Финишная очистка. Применяется подача воды под достаточно большим давлением. Нужно убрать все остатки химиката.
После высушивания деталь будет готова к дальнейшей обработке для недопущения повторного развития коррозии на ее поверхности.
Специализированные препараты
Если народные лайфхаки не помогли или ржавчина забралась слишком глубоко, воспользуйтесь специальным антикоррозийным веществом. Приобрести средство можно в любом строительном магазине. Во время обработки не забудьте надеть защитные перчатки и маску. Четко следуйте инструкции производителя, чтобы вместе с удалением ржавчины не повредить металл.
1. Нейтрализаторы и преобразователи
Химические препараты стоит использовать в сложных и запущенных случаях
Химические препараты, которые предотвращают распространение коррозии. После нанесения средства на металл вещество вступает в реакцию с железом и образовывает на поверхности материала защитный слой. Пленка продержится на изделии определенный промежуток времени, а затем процедуру придется повторять. Средства оберегают материал от негативного влияния кислорода и влаги.
2. Краска
Краска предотвратит распространение ржавчины
Можно воспользоваться масляной краской или специальным окрашивающим средством по ржавчине. Обычную краску следует наносить на заранее очищенную от коррозии поверхность. Однако минус такого способа — возможность прогрессирования ржавчины под окрашенным слоем. Лучше применять специальные краски, которые допустимо наносить непосредственно на участки с коррозией. Средство препятствует распространению ржавчины, останавливая окисление металла.
3. Грунтовка
Грунт-эмаль преобразует ржавчину в защитный слой
Помимо обычных грунтовок, существуют и разновидности для работы со ржавчиной. Принцип действия средства — преобразование коррозии в защитную пленку. Прогрунтуйте поверхность, чтобы выровнять ее, а сверху обработайте специальной краской.
Как предотвратить появление коррозии
Чтобы уменьшить затраты на непосредственную борьбу с коррозией, удобнее всего заранее подумать о том, как не допустить ее развития. И для этой цели может применяться сразу несколько методов:
- Предварительная качественная обработка материала. Может выполняться методом нанесения полимерного покрытия или оцинковкой. Второй вариант предпочтительнее, потому что на металлической поверхности образуется защитный слой, а контакт с потенциальными источниками окисления полностью исключается.
- Применение методов защиты от внешних и внутренних факторов риска. К ним относится как контакт с различными катализаторами коррозии и агрессивными средами, так и исключение соседства с металлами, способными образовывать электрохимическую коррозию.
- Борьба с уже появившейся коррозией. Она выглядит как снятие уже появившегося слоя с использованием описанных выше методов, а также последующая обработка поврежденного места защитными составами.
Далее мы подробнее рассмотрим способы борьбы с коррозией как в промышленных, так и в домашних условиях.
Электрохимическая коррозия металлов
Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока.
При таком типе коррозии атом удаляется из кристаллической решетки результате двух сопряженных процессов:
- Анодного – металл в виде ионов переходит в раствор.
- Катодного – образовавшиеся при анодном процессе электроны, связываются деполяризатором (вещество — окислитель).
Сам процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией, а вещества способствующие отводу – деполяризаторами.
Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.
Водородная деполяризация
Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде:
2H++2e— = H2 разряд водородных ионов
2H3O++2e— = H2 + 2H2O
Кислородная деполяризация
Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде:
O2 + 4H++4e— = H2O восстановление растворенного кислорода
O2 + 2H2O + 4e— = 4OH—
Все металлы, по их отношению к электрохимической коррозии, можно разбить на 4 группы, которые определяются величинами их стандартных электродных потенциалов:
- Активные металлы (высокая термодинамическая нестабильность) – это все металлы, находящиеся в интервале щелочные металлы — кадмий (Е0 = -0,4 В). Их коррозия возможна даже в нейтральных водных средах, в которых отсутствуют кислород или другие окислители.
- Металлы средней активности (термодинамическая нестабильность) – располагаются между кадмием и водородом (Е0 = 0,0 В). В нейтральных средах, в отсутствии кислорода, не корродируют, но подвергаются коррозии в кислых средах.
- Малоактивные металлы (промежуточная термодинамическая стабильность) – находятся между водородом и родием (Е0 = +0,8 В). Они устойчивы к коррозии в нейтральных и кислых средах, в которых отсутствует кислород или другие окислители.
- Благородные металлы (высокая термодинамическая стабильность) – золото, платина, иридий, палладий. Могут подвергаться коррозии лишь в кислых средах при наличии в них сильных окислителей.
Виды электрохимической коррозии
Электрохимическая коррозия может протекать в различных средах. В зависимости от характера среды выделяют следующие виды электрохимической коррозии:
- Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде.
- Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии.
Например, при взаимодействии железа с компонентами окружающей среды, некоторые его участки служат анодом, где происходит окисление железа, а другие – катодом, где происходит восстановление кислорода:
А: Fe – 2e— = Fe2+
K: O2 + 4H+ + 4e— = 2H2O
Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.
- Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее.
- Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала.
- Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ.
- Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла.
- Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях, в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов.
Методы устранения коррозии в промышленности
Сегодня используется сразу несколько средств, которые позволяют максимально эффективно справляться с ржавчиной. К ним относятся такие, как:
- Специальные преобразователи. Они позволяют превратить сам продукт коррозии в специальное средство, покрытие, обеспечивающее качественную защиту в дальнейшем.
- Воздействие кислот. Для обработки могут применяться соляная или серная кислота, соединенные с предусматривающим такую возможность ингибитором. В раствор обычно добавляется до 5% серной кислоты. Уротропин станет хорошим вариантом ингибитора для такого метода обработки.
Также распространено применение молочной кислоты и вазелинового масла. Главное, чтобы специалист хорошо представлял себе особенности работы конкретного типа ингибитора и его сочетания с разными активными веществами.
Защитные способы кузова автомобиля:
- 1.анафорезным (пассивным) — поверхность покрывается грунтовкой, а затем краской. Регулярно проверяйте на целостность защитного слоя, что не появились трещины, сколы. Рекомендуется также не реже одного раза в неделю мыть автомобиль и регулярно обрабатывать поверхность воском;
- 2.катафорезным (активным) – обработка специальными средствами защиты (мастика, антикоррозийные материалы, герметики) наиболее подверженных коррозии частей кузова автотранспортного средства (порогов, арок, днища). Наносить исключительно на чистую и сухую поверхность;
- 3.оцинковкой (электрохимическим) — части кузова покрывают слоем гальванического цинка, который вступает в химическую реакцию с металлической поверхностью. В результате образуется надежное защитное покрытие, стойкое к коррозии.
Типы защиты отличаются методикой грунтования и дополняют друг друга. Надежный — оцинковка, но и дорогой.
