Как защитить железо от ржавчины

Борьба с ржавчиной

В первой части нашей статьи мы рассказали о видах ржавчины и причинах её появления. Теперь стоит рассмотреть варианты «борьбы» с ней.

Что ускоряет разрушение металла? Окружающая среда, загрязненная факторами технического прогресса, воздействует на металл разрушая его. Полностью исключить это влияние невозможно, но можно найти способы замедляющие процесс ржавления.

Выделяют три основные группы способов, способные замедлить скорость разрушения металла:

Конструкционный

Первоначально, на что стоит обратить внимание — внутренняя защита: химический состав и структура металла. Добавление таких примесей как никель, титан, при производстве стали, повышает ее коррозионную стойкость. Такой процесс называется легирование. При добавлении хрома, на поверхности металла образуется оксидная пленка, переводящая металл в пассивное состояние.

Ещё один вид легированной стали — кортен, на взгляд кажется бронзой, хотя на поверку — она просто ржавая — после образования слоя ржавчины, её окисная пленка больше не размывается водой и процесс разрушение останавливается. При добавлении меди в состав металлического сплава, стойкость к коррозии повышается в несколько раз.

Активный

Метод, при котором изменяют потенциал электрического поля на поверхности металла. Такая защита ещё называется электрохимической. Этот метод можно разделить на две большие группы: катодную защиту и анодную.

При катодной защите изменение потенциала достигается путем подключения защищаемого объекта к источнику тока. При этом изделие будет выполнять функцию катода, а анодом будут служить вспомогательные инертные электроды. Их ещё называют «жертвенные» аноды. Они состоят из более активного материала, который будет разрушаться, тем самым защищая наше изделие.

Анодная защита основана по тому же принципу, что и катодная. Разница в том, что электрический потенциал конструкции увеличивается (становится более положительным) и металл переходит в пассивное состояние. В результате скорость коррозии существенно снижается.

Электрохимический способ применяется в тех случаях, когда нет возможности обновить защитное покрытие (металлическое, лакокрасочное). К примеру — в подземных трубопроводах или на днищах морских судов, на буровых платформах и крупных свайных фундаментах.

Пассивный

К методу относятся такие мероприятия как обработка жиром, маслом, различными металлами и другими материалами. Для удобства, разделим их на металлические и неметаллические покрытия.

Защита неметаллическими покрытиями

Лакокрасочные и полимерные материалы образуют защитный слой на поверхности металла, тем самым исключая возможность контакта с водой и агрессивными средами. Удобство ЛКМ заключается в том, что процесс покраски довольно прост и экономичен. В случае повреждения покрытия, его всегда можно «подкрасить» прямо на месте.

В роли защитных покрытий могут выступать полимеры — эпоксидные смолы, поливинилхлорид, полиэтилен.

Виды красок и способы их нанесения мы рассмотрим подробнее в следующей статье.

Защита железа покрытиями из металлов

Среди металлических покрытий можно выделить два типа: протекторные (цинком, алюминием и кадмием) и коррозиестойкие (покрытие серебром, медью, никелем, хромом и свинцом). Так, первая группа металлов имеет большую электроотрицательность по отношению к железу, вторая — электроположительность.

Большой популярностью пользуется оловянное покрытие и оцинковка, поскольку технология нанесения довольно проста. Более эффективным решением будет алюминиевое покрытие, обладающее большей устойчивостью к агрессивным веществам.

Важной деталью при использовании пассивных методов является то, что защита от коррозии на 80 % зависит от правильной подготовки металла, и на 20 % от качества применяемых материалов и способа их нанесения.

Легкое и быстрое средство предварительной подготовки поверхности — механическая абразивная обработка. Более затратным способом является лазерная очистка, работающая с помощью импульсов, удаляющих грязь, окислы и другие загрязнения. Самый распространенный вариант очистки — химический.

Дополнительные возможности защиты

Напоследок, стоит упомянуть ещё об одном аспекте. Все это время мы рассматривали возможности защиты металла от окружающей среды, но не учитывали тот факт, что агрессивность среды тоже можно понизить.

От электрохимического разрушения металла можно защититься применяя неметаллические ингибиторы. Необходимо минимизировать количество элементов вызывающих электрохимическую реакцию. На практике такими действиями будет снижение кислотности почв, изменения состава водных сред, непосредственно контактирующих с металлом. К примеру, в электроэнергетике практикуется очищение воды от хлоридов. Для уменьшения коррозии некоторых металлических изделий (из меди, латуни, цинка и др.) из жидкостей удаляют кислород и диоксид углерода.

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях?

Отличительная черта двадцатого века – появление новаторских материалов, которым найдено масса применений в самых разнообразных сферах жизнедеятельности человека, включая строительную. В металловедении также появились новаторские разработки, причем особенное внимание уделялось вопросам антикоррозионной обработки и созданию материалов, которые помогут добиться желаемой цели. Например, были разработаны гальванические покрытия, панели из композитных материалов, отделка из керамики (облицовочный кирпич, керамогранит и т.п.), а также иные материалы, которые нет необходимости дополнительно обрабатывать, чтобы получить защиту от погодных и иных негативных воздействий. Строительные технологии по прежнему основаны на использовании металлических конструкций, а декоративные конструкции, как правило, изготавливаются из подверженного коррозии металла. Например, при отделке фасадов, невозможно обойтись без массы крепежей, скрытых элементов, включая точки ввода-вывода материалов. Все эти элементы изготавливаются из металла, который нуждается в защите от ржавчины. Причина ее появления – влага, которая оказывает разрушительное действие на железо не только на открытом воздухе, но и в помещениях. Чтобы защитить металлические конструкции, на их поверхность наносят составы с изолирующими и защитными свойствами.

Традиционные методики защиты от ржавчины – удаление ее механическим путем и покрытие преобразователями коррозии, с дальнейшим нанесением грунтовочных и отделочных составов. В некоторых случаях, изготовители ЛКМ рекомендуют после покраски, дополнительно наносить специальные защитные составы. Выбирая защитные составы, проверяйте их качество, читайте информацию на упаковке, где перечисляются добавки для повышения защитных, изолирующих и иных характеристик составов.

Очевидной, что классические процессы покраски металлических поверхностей являются сложными, связанными с немалыми затратами времени и сил.

Современные составы

Сегодня производители предлагают современные антикоррозионные решения с универсальными составами, позволяющими решать сразу ряд задач, а не одну определенную. Большой популярностью пользуются средства, сочетающие два, либо три свойства. Например, составы «двойного действия» сочетают свойства краски и грунтовки, благодаря которым одновременно выполняется предварительная и финишная обработка поверхностей из металла. Достаточно часто такие краски рекомендуется наносить на предварительно прогрунованные поверхности, которые регулярно подвергаются воздействию агрессивных факторов, например, для кровельных материалов.

Краски «три в одном», содержат не только грунт и финишное покрытие, но и преобразователь ржавчины. Такие составы рекомендуется наносить на поверхности, значительно подвергшиеся коррозии, с которых предварительно удаляется рыхлая коррозия. Маркируются такие краски обычно специальным текстом, указывающим на возможность нанесения на коррозию непосредственного.

Вода защитит от ржавчины?

Подобное утверждение еще недавно казалось абсурдным. Тем не менее, передовые технологии открывают в разных направлениях новые возможности, не остаются в стороне и разработчики новых ЛКМ. Краски на новых полимерах с каждым годом занимают все большую нишу на рынке, пользуясь популярностью у потребителей. Новые разработки оказались настолько успешными, что в Дюссельдорфе, на международной конференции в 2013 году отдельно освещались достоинства водных лакокрасочных материалов, их недостатки и возможности устранения последних.

В промышленности и многих сегментах рынка также все большей популярностью пользуются водные 2K PU системы, которые являются отличным вариантом, отвечающим современным требованиям к качеству и необходимости внедрения решений, не наносящих экологии вреда.

Производители ЛКМ стабильно улучшают средства на водной основе, а разработчики предлагают новые решения для отвердителей.

Доктор Christoph Irle, выступая на упомянутой конференции, уделял значительное внимание производству подобных составов, утверждая, что решение данных вопросов способствует получению водных 2K систем высочайшего качества и соответствующих требованиям, которые были давно определены для систем 2K PU. Вопросы полиуретанов упоминал и доктор Norbert Pietschmann в своем докладе. При оценке противокоррозионных качеств связующих, ингибиторов и пигментов в разных сочетаниях, им проводились электрохимические измерения для более быстрых и корректных результатов. Кроме того, был определен быстрый и оптимальный вариант подбора ингибитора и красителя.

Разработчики подтверждают возможность создания смесей с хорошей коррозийной устойчивостью и проникновением. Впрочем, такие результаты получены лишь для сплавов стали с цинкофосфатны подслоем.

Как защититься от ржавчины дома

Обычный металл и сталь высокого качества, под влиянием влажности, покрывается рыхлой пленкой коричневого цвета. Очень часто, даже новые изделия, оставленные на длительное время «на воздухе», постепенно покрывает неприятная короста. Коррозия — метагидроксид и оксид железа, постепенно разрушает любые металлические предметы.

Вариантов удаления ржавчины достаточно много. Например, эффективно можно избавиться от ржавчины низкоконцентрированной серной, либо соляной кислотой с добавками ингибиторов, сдерживающих химические реакции. Если нужно убрать налет с предметов небольшого размера, можно опустить их в пятипроцентный раствор кислоты с добавленным полграммом уротропина. Большие изделия обрабатываются кистью. Использовать без ингибиторов концентрированные кислоты нельзя, ведь они могут повредить изделие.

Читайте также  Как правильно использовать мультиметр

Дома ингибитором может выступать ботва картофеля. В емкость из стекла помещают листья картофеля и заливают пяти-семи процентным раствором соляной, или серной кислот, которые должны покрывать листья. Перемешивается смеси пятнадцать-двадцать минут, кислота сливается и готова к использованию.

Преобразователи коррозии превращают ее в плотную корку, наносятся распылителем, либо щеткой. Доступным преобразователем является ортофосфорная кислота с разными добавками.

Также для обработки поврежденных поверхностей используют:

  • Раствор полуграмма гидротартрата калия и пяти граммов хлорида цинка в ста миллилитрах воды.
  • Смесь ста миллилитров вазелинового масла и пятидесяти граммов молочной кислоты. После очищения поверхность нужно обработать ветошью, смоченной в вазелиновом масле.

Гайки и болты

Чтобы отвернуть ржавую гайку, достаточно ее смочить скипидаром, керосином или олеиновой кислотой и уже скоро деталь станет подвижной, причем керосин можно поджечь.

В быту применяют и следующий способ: нагрев паяльником гайки. Металл при этом расширяется, ржавчина отслаивается, после чего поверхность обрабатывается указанным выше способом.

Вокруг проблемной гайки можно сделать бортик из пластилина, поместить в него немного цинка и добавить серную кислоту низкой концентрации. Уже через сутки можно деталь легко провернуть.

Защита инструментов

Чтобы защитить от коррозии слесарный и столярный инструмент, на него наносят смесь раствора двадцати миллилитров бензина и десяти граммов воска, причем последний нужно растопить на водной бане в бензине (без использования открытого огня).

Полированные инструменты защищают смесью керосина (15 мл) и парафина (5г).

Популярностью пользуется такой способ борьбы с ржавчиной: камфору (1,5г) смешивают с растопленным свиным жиром (100г) и порошкоподобным графитом. Остывшая смесь наносится на инструменты и через сутки удаляется ветошью.

Чтобы крепежи легко отворачивались в любое время, их изначально обрабатывают смесью вазелина и порошкового графита.

Руководство для операторов абразивоструйной обработки по предотвращению ржавчины

Напоминания об огромных затратах на коррозию присутствуют повсюду: лопнувшие нефтепроводы, рухнувшие мосты, груженые корабли на дне моря.

галлонов в сутки

Расходы на устранение последствий коррозии для США в 2015 году:

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

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.xH2O

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.

Читайте также  Как снимать данные с счетчика электроэнергии

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.

Чем покрыть металл от коррозии?

Содержание:

  • Как и почему возникает ржавчина?
  • Защита от ржавчины.
  • Защитные покрытия, наносимые промышленным способом.
  • Защитные покрытия, применяемые в быту.

Металлические изделия окружают нас в повседневной жизни. Однако металл активно взаимодействует с окружающей средой и со временем покрывается слоем ржавчины. Этот процесс называется коррозия. Ученые считают, что от коррозии ежегодно приходит в полную негодность около 10% от общего количества производимого металла, что в цифрах равняется годовому объему продукции крупного металлургического комбината.

Как и почему возникает ржавчина?

Для незащищенного металла практически все среды, в которых он находится, являются агрессивными. Поэтому его поверхность подвергается химическим реакциям. В результате этих реакций появляется ржавчина, и металл теряет как внешний вид, так и прочностные характеристики.

Типичный пример ржавления металла мы видим в повседневной жизни. Ржавчиной покрываются металлические лестницы, перила балконных и мостовых ограждений, металлические заборы. Также, коррозии подвергаются и металлы, которые работают в условиях высоких температур – арматура плавильных печей, детали двигателей, лопасти турбин. Не менее подвержены коррозии металлы, соприкасающиеся с жидкостями — спиртом, водой, нефтью, мазутом.

Электрохимическая коррозия металла в воде наступает вследствие реакции с растворенным в ней кислородом.

Из всего вышесказанного возникает вопрос, а чем покрыть металл от коррозии и тем самым продлить срок его эксплуатации?

Защита от ржавчины.

Защитить металл от коррозии можно. Для этого любое металлическое изделие следует покрыть защитной пленкой, которая будет различаться от структуры и химического состава металла. Существует много способов защиты металла от коррозии.

В быту есть понятие «изделие из нержавейки». Это значит, что используется легированная сталь. Долгое время нечувствительными к атмосферной коррозии могут оставаться легированные стали с добавлением хрома, меди, которые используют в строительстве. Чем меньше содержание примесей в стали и выше ее однородность, тем менее она подвержена коррозии.

Защитные покрытия, наносимые промышленным способом.

Защитное покрытие выполняется чаще всего в виде пленки (металлической, оксидной, лакокрасочной).

Для создания металлической защитной пленки используют метод гальванизации, нанесения металлов горячим способом или металлизации. Для этого металлическое изделие погружается в емкость с расплавленным защитным материалом (олово, свинец, цинк) с такой температурой, при которой защищаемый металл не плавится. Преимуществом метода металлизации является возможность покрыть защитным слоем уже готовые собранные изделия.

Защитное покрытие также наносят методом диффузии в основной металл другого — алюминия (алитирование или алюминирование), кремния (силицирование), хрома (хромирование), а также создания биметалла способом плакирования.

Еще один способ защиты от коррозии — оксидирование. Поскольку на металле присутствует естественная оксидная пленка, ее делают более прочной, обрабатывая окислителем (растворами кислот или их солей). Одним из видов нанесения такой пленки горячим способом является «воронение» стали. Также горячим способом выполняется фосфатирование металла (погружение в горячий раствор кислых фосфатов железа или марганца).

Сантехнические изделия (ванны, раковины) покрываются защитным лакокрасочным слоем (эмалируются) в промышленных условиях при очень высоких температурах (до 800°С).

Для защиты металлов во время транспортировки или для хранения металлических конструкций на складах используют жидкие масла или ингибиторы.

Защитные покрытия, применяемые в быту.

Как уже упоминалось ранее, антикоррозионной защиты требуют и обычные металлические изделия, окружающие нас в повседневном быту. В каждой квартире, а тем более в частном доме, имеется большое количество металлических деталей – балконные ограждения, заборы, решетки, гаражи, садовая техника, радиаторы, трубы холодной и горячей воды, садовые скамейки, которые покрываются со временем ржавчиной.

Доступным способом их защиты является нанесение вручную антикоррозионного покрытия в виде грунтовки или краски по ржавчине. Эти покрытия имеют специальный состав, содержащий ингибиторы и различные добавки, что позволяет наносить их непосредственно на слой ржавчины, предварительно не зачищая металл.

В состав грунтовки, например, входит преобразователь ржавчины и антикоррозионный грунт. Это очень эффективное средство, которое часто используют как самостоятельное покрытие. Такой грунт надежно будет защищать покрытую поверхность от различных атмосферных проявлений (град, снег, дождь, солнце).

Антикоррозионная краска отличается от грунта тем, что в ее состав дополнительно включен такой компонент как износостойкая эмаль, что обеспечивает очень быстрое высыхание краски на воздухе. Ее достоинство в том, что она наносится на любую поверхность (с остатками предыдущей краски, покрытую ржавчиной) из стали, чугуна, железа или железобетона. Нанесение слоя такой краски продлевает, как минимум вдвое, срок службы металлических изделий.

Из всего вышесказанного видно, что существует много различных способов, чем покрыть металл от коррозии. И в зависимости от вида покрываемого металла не составит труда выбрать нужный и эффективный, который защитит металл от ржавчины.

Как защитить металл от коррозии в домашних условиях

Минувший век характеризуется возникновением огромного количества принципиально новых материалов, нашедших широкое применение в разнообразнейших отраслях человеческой жизнедеятельности, включая и строительную. Собственно говоря, в материаловедении произошла подлинная революция, причем значительное внимание было уделено вопросам предотвращения коррозии металлов и разработке материалов, необходимых для достижения этой цели. Так, например, появились различные композитные панели, гальванические покрытия, облицовочные материалы из строительной керамики (керамогранит, облицовочный кирпич и т. д.), прочие современные строительные материалы, не нуждающиеся в защите путем дополнительной обработки.

Применение в строительстве металлических изделий, как и прежде, остается востребованным чрезвычайно широко. Перила, декоративные решетки и ограждения даже сегодня чаще всего изготавливают из металлов, которые подвержены коррозии. Так, отделка фасадов, которую в наше время осуществляют посредством использования тех или иных материалов, устойчивых к воздействию атмосферной влаги, все же не обходится без применения крепежа, узлов ввода-вывода коммуникаций, иных скрытых элементов. Данные компоненты наиболее часто выполняются из металла, а потому жизненно нуждаются в антикоррозионной защите.

Хорошо известно, что основной причиной коррозии является вода, которая неминуемо попадает на металлические поверхности даже в помещениях. А потому наиболее эффективным и, пожалуй, единственным способом защиты металлов, подверженных коррозии, является нанесение изолирующих составов и химических покрытий.

К традиционным способам предохранения металлических изделий от коррозии относится механическая зачистка старой ржавчины, а также нанесение преобразователей ржавчины, позволяющих удалить ее остатки, после чего поверхность металла покрывается грунтом и лакокрасочным защитным слоем.

Некоторые из производителей лакокрасочных материалов рекомендуют осуществить завершение этого процесса путем нанесения поверх слоя краски специального защитного состава. При этом основное внимание необходимо обратить на то, чтобы грунтовки, краски и лаки были качественными. На упаковках с грунтами указываются виды специальных добавок, улучшающих свойства состава: изолирующих, фосфатирующих, пассивирующих и протектирующих.

Читайте также  Как выжигают по дереву

Как видим, окраска металлических поверхностей «по старинке» — процесс достаточно сложный и трудоемкий, отнимающий много сил и времени. Ныне компании-производители рекомендуют разработанные ими антикоррозионные составы, отличающиеся большей универсальностью, применение которых позволяет одновременно решать не какую-либо одну, а сразу несколько задач. Наиболее популярными среди потребителей являются так называемые средства «два в одном» и «три в одном». Краска «два в одном» сочетает в себе находящиеся в одной емкости грунтующий и окрашивающий составы, при помощи которых возможно выполнение как грунтования, так и окончательной окраски металлических поверхностей.

Нередко производителями подобных красок рекомендуется использование составов типа «два в одном» по предварительно огрунтованным поверхностям, работающим в агрессивных средах, к примеру для кровли.

Композиции «три в одном», кроме грунта и краски, включают в свой состав также и преобразователь ржавчины. Их целесообразно использовать при окрашивании сильно заржавевших поверхностей, при этом необходимо удалить лишь верхний рыхлый слой ржавчины. На упаковках подобных составов обычно можно видеть надпись — непосредственно на ржавчину.

Может ли вода защитить металл от коррозии?

Казалось бы как вообще такое возможно? Этого не может быть, потому что этого быть не может никогда! Однако прогресс не стоит на месте. Он стремительно движется вперед во всех отраслях, в т. ч. и в сфере разработок новых видов лакокрасочных материалов.

Преимущества, которыми обладают лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе водных полимеров, способствуют ежегодному росту их производства и применения. На состоявшейся 3–4 декабря 2013 г. в г. Дюссельдорфе (Германия) конференции European Coatings Conference «Waterborne coatings» были рассмотрены достижения, проблемы и пути их решения в области водных ЛКМ.

Высокое качество водных 2К полиуретановых систем в сочетании с низкой эмиссией растворителей вызывает большой спрос промышленности. Эти материалы успешно зарекомендовали себя во многих сегментах рынка, поскольку они позволяют преодолеть разрыв между растущей потребностью в «зеленых» решениях и требованиями к качеству со стороны промышленности и профессионалов. Поставщики лакокрасочных материалов (ЛКМ) постоянно совершенствуют качество водных систем, а сырьевая отрасль развивает инновационные концепции как для смол, так и для отвердителей.

В докладе д-ра Кристофа Ирла (Christoph Irle), Bayer Material Science (Германия), особое внимание было уделено производству и надежности таких составов. Рассмотрение этих вопросов в дальнейшем поможет получить водные 2К системы, близкие к самой высокой отметке, которая уже многие десятилетия установлена для 2К полиуретановых систем. Продолжил тему полиуретанов д-р Норберт Питшман (Norbert Pietschmann), Institute fur Lack und Fabric (Германия), выступив с докладом «Водные УФ-отверждаемые ЛКМ для защиты стали от коррозии». При испытаниях противокоррозионных свойств пигментов, ингибиторов, связующих или их комбинаций он использовал электрохимические измерения, обеспечивающие более быстрое получение результатов. Этим методом
было установлено, что оптимальная комбинация связующего состоит из смеси УФ-отверждаемых и физически высыхающих дисперсий. Кроме того, был найден подходящий и быстрый способ выбора антикоррозионного пигмента и ингибитора. На основе предварительных исследований могут быть созданы модельные рецептуры с отличной адгезией и коррозионной стойкостью. После нанесения на сталь испарения влаги и УФ-отверждения были испытаны на стойкость к соляному туману и конденсации влаги. Электрохимические исследования подтвердили отличную адгезию и устойчивость к коррозии, однако это было получено только на стальных поверхностях с цинкфосфатным подслоем.

Защита металла от коррозии в домашних условиях

Существуют ли «народные» средства против ржавчины?

И обычное железо, и даже высококачественная сталь во влажном воздухе, который наверняка присутствует в гаражах, сараях и прочих подсобных помещениях подвергаются коррозии — постепенно покрываются буро-коричневой рыхлой пленкой ржавчины. Порой абсолютно новая вещь, случайно оставленная под открытым небом или «забытая» на зиму на даче, покрывается неприятной на вид бурой коростой. Ржавчина, которая состоит из смеси оксида железа Fe2O3 и метагидроксида железа FeO(OH), не защищает его поверхность от дальнейшей «агрессии» со стороны кислорода воздуха и воды, и со временем некогда прочный железный предмет разрушается (очень часто полностью).

Секреты удаления ржавчины есть. Ржавчину проще всего снять обработкой разбавленным водным раствором соляной или серной кислоты, содержащим ингибитор кислотной коррозии уротропин. Ингибиторы (от латинского «ингибео» — останавливаю, сдерживаю) — вещества, тормозящие химическую реакцию (в данном случае реакцию растворения металла в кислоте). Но ингибитор коррозии не мешает взаимодействию кислоты с оксидом и гидроксидом железа, из которых состоит ржавчина.

Если заржавели оконные шпингалеты, мелкие детали велосипеда, болты или гайки, их погружают в 5% раствор кислоты с добавкой 0,5 г уротропина на литр, а на крупные вещи такой раствор наносят кистью.

Использовать растворы сильных кислот без ингибитора рискованно: можно растворить не только ржавчину, но и само изделие, поскольку железо — активный металл и взаимодействует с сильными кислотами с выделением водорода и образованием солей. В качестве ингибитора кислотной коррозии при удалении ржавчины можно использовать и картофельную ботву. Для этого в стеклянную банку кладут свежие или засушенные листья картофеля и заливают 5-7%-й серной или соляной кислотой так, чтобы уровень кислоты был выше примятой ботвы. После 15-20-минутного перемешивания содержимого банки кислоту можно сливать и использовать для обработки ржавых железных изделий.

Преобразователь ржавчины превращает ее в прочное покрытие поверхности коричневого цвета. На изделие кистью или пульверизатором наносят 15-30%-й водный раствор ортофосфорной кислоты и дают изделию высохнуть на воздухе. Еще лучше использовать ортофосфорную кислоту с добавками, например, 4 мл бутилового спирта или 15 г винной кислоты на 1 л раствора ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота переводит компоненты ржавчины в ортофосфат железа FePO4 , который создает на поверхности защитную пленку. Одновременно винная кислота связывает часть производных железа в тартратные комплексы.

Металлические поверхности, сильно изъеденные ржавчиной, обрабатывают:

  • смесью 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает метагидроксид железа из ржавчины в растворимую в вазелиновом масле соль — лактат железа. Очищенную поверхность протирают тряпочкой, смоченной вазелиновым маслом;
  • раствором 5 г хлорида цинка и 0,5 г гидротартрата калия в 100 мл воды. Хлорид цинка в водном растворе подвергается гидролизу и создает кислую среду. Метагидроксид железа растворяется за счет образования в кислой среде растворимых комплексов железа с тартрат-ионами;

Отворачивать приржавевшие гайки помогает смачивание керосином, скипидаром или олеиновой кислотой. Через некоторое время гайку удается отвернуть. Затем можно поджечь керосин или скипидар, которым ее смачивали. Обычно этого достаточно для разъединения гайки и болта. Самый последний способ: к гайке прикладывают сильно нагретый паяльник. Металл гайки расширяется, и ржавчина отстает от резьбы; теперь в зазор между болтом и гайкой можно впустить несколько капель керосина, скипидара или олеиновой кислоты, и на этот раз гайка отвернется ключом.

Есть и другой способ разъединения ржавых гайки и болта. Вокруг заржавевшей гайки делают «чашечку» из воска или пластилина, бортик которой выше уровня гайки на 3-4 мм. Заливают в чашечку разбавленную серную кислоту и кладут кусочек цинка. Через сутки гайка легко отвернется ключом. Чашечка с кислотой и металлическим цинком на железном основании — это миниатюрный гальванический элемент. Кислота растворяет ржавчину, и образовавшиеся катионы железа восстанавливаются на поверхности цинка; в то же время металл гайки и болта не растворяется в кислоте до тех пор, пока у кислоты есть контакт с цинком, поскольку цинк более активный в химическом отношении металл, чем железо.

Чтобы предохранить от ржавления столярный или слесарный инструмент, его смазывают с помощью кисточки раствором 10 г воска в 20 мл бензина. Воск растворяют в бензине на водяной бане, не используя открытого огня (бензин огнеопасен).

Полированный инструмент защищают, нанося на его поверхность раствор 5 г парафина в 15 мл керосина. А старинный рецепт мази для защиты металла от ржавчины таков: растапливают 100 г свиного жира, добавляют 1,5 г камфоры, снимают с расплава пену и смешивают его с графитом, растертым в порошок, чтобы состав стал черным. Остывшей мазью смазывают инструмент и оставляют его на сутки, а потом полируют металл шерстяной тряпочкой.

Чтобы в будущем не мучиться, отворачивая крепежные изделия с проржавевшей резьбой, ее заранее смазывают смесью вазелина с графитовым порошком. Вместо вазелина можно взять и любую другую жировую смазку нейтрального или слабощелочного типа. Болты и гайки на такой смазке легко отворачиваются даже через несколько лет пребывания под открытым небом.