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
Активный
Пассивный
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.
