Виды коррозии металлов

• Основные причины коррозии
• Типы коррозии
• Цвет коррозии
• Механизм разрушения металла
• Вид агрессивной среды
• Тип разрушения материала
• Последствия поражения коррозией
• Как защищают металл от коррозии
• Нанесение защитного покрытия
• Химические методы защиты металла от коррозии
• Методы удаления коррозии
• Подведем итоги

Коррозия металла – это разрушение материала под воздействием неблагоприятного влияния окружающей среды. В зависимости от типа воздействия (химического, электрохимического, физико-химического) выделяют различные виды коррозии.

Основные причины коррозии

Коррозия металлов может возникнуть по разным причинам. Из наиболее распространенных выделяют:

• взаимодействие разных видов металлов и сплавов;
• повышенная влажность воздуха;
• частые перепады температур;
• трение металлических поверхностей;
• взаимодействие с агрессивными веществами (кислотами, щелочами и проч.);
• периодическое воздействие постоянного или переменного тока;
• наличие на поверхности масляных пятен;
• использование некачественных материалов для антикоррозийной защиты.

Следует учитывать, что к коррозии не относят разрушение металла в результате физических воздействий. В этом случае разрушения материала классифицируется как эрозия или износ.

Типы коррозии

Коррозии могут квалифицироваться по различным признакам:

• по цвету (на цвет ржавчины влияет химический состав);
• по характеру разрушения;
• по механизму образования коррозии;
• по типу среды.

Рассмотрим подробно классификации по разным признакам.

Цвет коррозии

Цвет ржавчины зависит от вещества, которое развивается в процессе коррозии. Наиболее распространенный тип ржавчины – красный. Вещество образуется под воздействием повышенной влажности в присутствии кислорода. Такой вид коррозии можно наблюдать на уличных металлических конструкциях.

Если кислорода недостаточно, например, под водой, то цвет ржавчины будет желтым.

Если металлический предмет находится в среде без доступа кислорода, то коррозия приобретает коричневый цвет. Такое вещество встречается редко.

Последний тип ржавчины по цветовой классификации – черный. Коррозия появляется в среде с отсутствием влажности. Полученное вещество является ферромагнетиком и может быть использовано для создания полупроводников.

Механизм разрушения металла

По механизму разрушения металла выделяют химический и электромеханический тип коррозии. В первом случае разрушение происходит в результате химических реакций, происходящих на молекулярном уровне. При электромеханической коррозии металл разрушается за счет реакций в среде электролитов, процесс сопровождается возникновением электрического тока.

Вид агрессивной среды

Приводить к возникновению ржавчины могут различные типы агрессивных сред. Естественный процесс ржавления происходит в атмосфере. Скорость образования коррозии напрямую зависит от влажности. Чем выше влажность, тем быстрее разрушается металл.

Газовая среда также способствует образованию ржавчины. В этом случае процесс ускоряется с повышением температуры окружающей среды.

Третий внешний фактор, оказывающий агрессивное воздействие на металл – радиация. В радиационной среде металл также подвергается коррозии. Скорость разрушения зависит от плотности материала, менее подвержен образованию ржавчины плотный металл.

Ржавчина образуется на металле и под землей. В этом случае на материал воздействует как высокая влажность, так и агрессивные вещества, содержащиеся в грунте. В этом случае скорость разложения металла зависит от влажности и состава грунта.

При контактах поверхностей металлических изделий развивается контактная коррозия. Этот процесс связан с реакцией электролитов. Скорость образования ржавчины зависит от разности стационарных потенциалов.

На металлические изделия могут воздействовать различные микроорганизмы. Коррозия, возникающая в результате такого воздействия, называется биологической. Скорость образования ржавчины зависит от интенсивности воздействия.

Электрическая коррозия поражает металл в случае воздействия блуждающих токов. Чем выше сила тока и продолжительней воздействие, тем быстрее на поверхности начинает образовываться ржавчина.

Механическое повреждение поверхности металла также приводит со временем к образованию ржавчины. Этот процесс разрушением отдельных кристаллических структур. Такой тип ржавления называется коррозийной кавитацией. Коррозийная кавитация также может наблюдаться в результате «усталости» металла.

В результате воздействия коррозийно-активной среды на конструкции с большой нагрузкой возникает коррозия под напряжением. Такой тип ржавчины можно наблюдать у различных видов нагружаемых металлоконструкций.

Если детали или элементы из стальных сплавов подвержены вибрации, развивается фреттинг коррозия. Предупредить такое явление можно на этапе конструирования узлов методом снижения коэффициента трения.

Тип разрушения материала

Еще один вид классификации ржавчины – по типу разрушения металла. Выделяют следующие виды коррозии:

• сплошная (в этом случае поражается вся металлическая поверхность, при этом сплошная коррозия может распространятся неравномерно, скорость и интенсивность распространения зависит от степени воздействия коррозийной среды на разные элементы детали или конструкции);
• избирательная (ржавчина может образовываться на одном из элементов конструкции или детали, участок может быть поражен в результате отсутствия или повреждения антикоррозийного покрытия, либо в результате повышенного воздействия факторов, провоцирующих развитие коррозии);
• местная (при местной коррозии конструкцию или деталь поражают отдельные пятна, которые могут быть разной глубины и интенсивности: от поверхностных до глубоких и даже сквозных повреждений);
• подповерхностная (такой тип коррозии также называют расслоением металла, ржавчина возникает в глубине слоя);
• межкристаллическая (коррозия возникает в результате повреждения кристаллических решеток, это очень опасный вид ржавчины, так как повреждения нельзя обнаружить невооруженным глазом при визуальном осмотре, такая коррозия приводит к повышению хрупкости конструкций или деталей);
• щелевая (появляется в местах металлических стыков или технологических зазоров).

Последствия поражения коррозией

Коррозийный процесс представляет собой разрушение металла. В результате поражения снижаются эксплуатационные характеристики элементов, деталей или конструкций. Повышается хрупкость, происходит расслоение материала, изменяется внешний вид. В результате распространения коррозии происходит полное разрушение металла.

Как защищают металл от коррозии

Защита металлических изделий от коррозии – серьезная проблема, над которой ученые работают сотни лет. Сейчас используются различные технологии, позволяющие продлить срок службы металлических конструкций и деталей и предупредить появление ржавчины даже в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Нанесение защитного покрытия

Использование защитного покрытия – один из самых распространенных методов защиты металлических изделий от коррозии. Даже простая покраска позволяет значительно продлить срок службы металла. В производственных условиях используют как металлическое, так и неметаллическое защитные покрытия.

Из технологий неметаллического покрытия выделяют:

1. Оксидирование. Метод основан на образовании на поверхностях металла оксидной пленки, которая представляет собой защитный слой, снижающий негативное влияние окружающей среды. Один из методов оксидирования металла – погружение в горячий раствор соляной кислоты.
2. Лакокрасочное покрытие. Сейчас производители предлагают огромный выбор лакокрасочных покрытий с защитными характеристиками, предназначенных как для бытового, так и для промышленного использования. Можно подобрать лакокрасочный материал в соответствии с условиями эксплуатации металлических изделий.
3. Порошковая покраска. Технология порошковой покраски позволяет создавать на поверхностях долговечный и надежный слой. Конструкции с порошковой покраской десятилетиями сохраняют первоначальные эксплуатационные характеристики. Такую технологию возможно использовать только в промышленных условиях.
4. Полимерное покрытие. Технология заключается в нанесении на металлическую поверхность слоя полимера. После кристаллизации получается долговечное и надежное полимерное покрытие, защищающее металл от повышенной влажности и прочих негативных воздействий среды.

Химические методы защиты металла от коррозии

Для защиты металла также используют различные химические методы. К ним относятся:

1. Легирование. Технология легирования подразумевает применение добавок, повышающих коррозийную стойкость металла.
2. Электрохимическая защита. Метод заключается в подключении к источнику электрического тока, в результате на поверхности возникает катодная поляризация, что приводит к разрушению коррозии.
3. Покрытие металлом. Такие технологии как покрытие слоем металла, не обладающего коррозийными свойствами, достаточно часто применяются для защиты стальных деталей и конструкций. Применяются технологии цинкования, омеднения и другие. Слой защиты могут наносить методом погружения в расплавленный металл, с помощью технологии подачи расплавленного металла под давлением, либо с помощью метода термической диффузии.

К методам защиты металла также относят изменения параметров окружающей среды: уменьшение влажности, поддержание заданной температуры и проч. Однако такой способ применим только к деталям и конструкциям, которые эксплуатируют в закрытом помещении.

Методы удаления коррозии

При появлении следов коррозии необходимо удалять образование, это позволяет предупредить дальнейшее распространение. Для удаления коррозии используют различные методы. Выбор зависит от количества и локации ржавчины, вида деталей и конструкций и прочих факторов.

Самый простой и доступный способ удаления ржавчины – механическая очистка. Для этого используют различные приспособления: наждачную бумагу, щетки и т.д.

Домашние мастера нередко применяют шлифовальные машины. Такой метод подходит, если требуется зачистить большие площади. Также в быту и на производстве для механического удаления ржавчины может использоваться следующее оборудование:

• гриндер;
• дрель;
• пескоструйный аппарат.

При выборе оборудования учитывают характеристики абразива. Для первичной очистки подойдет абразив с крупными элементами, для последующей шлифовки – с мелкими.

Достаточно активно применяется и химический метод удаления коррозии. В этом случае используют различные виды кислот. Однако стоит быть предельно аккуратными, агрессивные вещества могут не только удалить ржавчину, но и повредить слой металла.

После удаления ржавчины любым методом следует отполировать поверхность и нанести защитный слой.

Подведем итоги

Коррозия способна быстро разрушить металл. Избежать появления ржавчины помогают различные методы защиты, самыми популярными из которых являются покрытия. Если вы самостоятельно обрабатываете металлические поверхности с целью защиты от коррозии, то экономить на покрытиях нельзя. Выбирайте лаки, грунтовки и краски, которые предназначены для конкретных условий эксплуатации.

Если вы покупаете металлопрокат и вам требуются изделия с надежной коррозийной защитой, обращайтесь только к проверенным компаниям. В этом случае вы можете быть уверены, что изделия полностью соответствуют заявленным характеристикам: имеют в составе легирующие присадки, а при нанесении цинкового или полимерного слоя точно соблюдали все технологические требования.

Регулярно проводите ревизию металлических изделий и конструкций. При обнаружении коррозии незамедлительно принимайте меры по удалению ржавчины, затем проводите защитную обработку поверхностей. Такие меры позволят значительно продлить срок эксплуатации металлических элементов и снизят риски развития внештатных ситуаций.