Защитные покрытия для металлов

Различают несколько видов агрессивных сред, оказывающих негативное воздействие на металлоконструкции: воздух, грунт, газ и жидкости (вода и химически активные составы). Уже на этапе проектирования предусматривается защита металлоконструкций от коррозии согласно действующим нормам в строительстве (СНиП).

Все защитные оболочки для металлов, разработанные для промышленных нужд, классифицируются на две категории:

  1. Металлические (анодные и катодные).
  2. Неметаллические (органические и неорганические).

Металлические

Анодные покрытия – это металлы, электрохимический потенциал которых меньше, чем у обрабатываемых поверхностей. Они защищают последние от коррозийного воздействия, даже если целостность смазываемого слоя нарушена. Примеры анодной защиты – это цинковые, алюминиевые составы, нанесенные на стальные и чугунные детали. 

Катодная защита – это нанесение на металлические поверхности покрытий, у которых больший электрохимический потенциал. Катодные составы обеспечивают механическую защиту, выступая своего рода барьером между оборудованием (или его отдельными комплектующими) и внешними агрессивными факторами. К катодной группе относятся медь, никель, свинец. По прочности и устойчивости они превосходят анодные составы.

Неметаллические

Неметаллические составы образуют тонкую изолирующую пленку, химически инертную к агрессивным рабочим средам. Неметаллические покрытия бывают нескольких видов:

  1. Лакокрасочные – наносятся на внешнюю поверхность, в составе есть специальные пигменты, пластификаторы и вещества, образующие пленку. От типа добавок зависят свойства конечного продукта.
  2. Силикатные пасты сохраняют защитные свойства в высокотемпературных средах, химически инертны.
  3. Полимерные покрытия – в них содержатся эпоксидные смолы, полипропилен, другие полимеры, защищающие металлы от коррозии. Разновидность полимеров – антифрикционные твердосмазочные покрытия.
  4. Специальные транспортировочные смазки – используются при длительном хранении и транспортировке, защищают поверхности от попадания пыли, влаги. Такие смазки формируют недостаточно прочную пленку, поэтому ее целостность можно легко нарушить.

Защитные покрытия

Способ создания на поверхности защитного пленочного слоя, применяется как в промышленных масштабах, так и в быту.

1. Нанесение дополнительного металла, имеющего более высокие собственные антикоррозийные свойства – цинк, олово, хром, никель. Выбор одного из видов таких материалов и определяет название технологического процесса.

Читайте также:  Клей для экструдированного пенополистирола к бетону

Самой распространенной защитой металлоконструкций от коррозии в этой подгруппе, является метод цинкования. Анодные покрытия создают электрохимическую защиту металла, в то время как катодные – только механическую. При нарушении последних, невосприимчивость основного материала к ржавчине исчезает.

Техника выполнения может быть разной:

  • погружение в горячий металл;
  • осаждение солей из электролита на изделии;
  • напыление плазменной струей (газотермический метод);
  • плакирование – одновременная горячая прокатка обоих металлов, обеспечивающая их прочное сцепление. В результате создается особый вид – биметалл.

Требование СНиП. Обязательная защита металлоконструкций от коррозии горячим цинкованием и плазменным напылением предусмотрена для соединений на сварке, болтах и заклепках, а также отдельных монтажных деталей.

2. Неметаллические покрытия

Суть такого способа заключается в изолировании металла от воздействия агрессивных факторов. Представляет собой:

  • покрытия органического происхождения – лакокрасочные смеси, смолы, полимерные пленки.

Краски для антикоррозийной обработки состоят из взвешенных частиц пигмента в органическом связующем, а лаки изготовлены на основе смолы с растворителем.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ)хорошо заполняют все отверстия, они однородны, пластичны и имеют высокие адгезивные свойства. При правильном нанесении, подобная защита металлоконструкций от коррозии будет эффективна в течение 5 лет.

Требование СНиП. Стальные конструкции перед нанесением лакокрасочного состава должны быть очищены (степень 1). Уровень очистки алюминиевых поверхностей не нормируется.

Если добавить в состав краски или лака достаточное количество металлической пыли, то в этом случае ЛКМ приобретает улучшенные свойства. В результате уже получится покрытие с эффектом протектора.

  • неорганические – оксиды металлов, соединения хрома, эмали.

Хромирование выполняется диффузионным методом, а эмалирование проходит под действием высоких температур в заводских условиях. Недостаток эмалированных покрытий известен всем – они хрупкие и их несложно повредить при сильных механических воздействиях.

Хорошую защиту металлоконструкций от коррозии способна обеспечить прочная оксидированная пленка. Она получается в результате обработки металла растворами кислот.

Недостатком слоя из оксидов считается его невысокая стойкость во влажной среде, особенно в воде. Добавить прочности оксидной пленке можно дополнительной пропиткой маслами.

Требование СНиП. Химическое оксидирование алюминиевых конструкций производится с их последующим окрашиванием.

Читайте также:  Акриловая штукатурка в интерьере: декоративные составы и под покраску

Коррозия – это самопроизвольный процесс, который может закончиться печальным образом. Главная задача состоит в том, чтобы еще до появления первых признаков ржавления металла, включая подповерхностные, провести необходимые профилактические процедуры.

Перечисленные способы противодействия ржавчине, широко распространены, но во многих случаях их применение возможно только в промышленных условиях. В быту приходится довольствоваться покрытием металла красками или лаками.

Электродренажная защита

Это способ защиты трубопроводов от разрушения с помощью блуждающих токов. Метод предусматривает их дренаж (отвод) с защищаемой конструкции на источник блуждающих токов или специальное заземление.

  • Дренаж бывает прямым, поляризованным и усиленным. Прямой электрический дренаж — это дренажное устройство, имеющее двустороннюю проводимость. При величине тока, превышающей допустимую величину, выйдет из строя плавкий предохранитель. Электрический ток пойдет по обмотке реле, оно включится, после чего произойдет включение звука или света.
  • Прямой электрический дренаж используют для тех трубопроводов, чей потенциал всегда выше потенциала рельсовой сети, служащей для отвода блуждающих токов. Иначе отвод станет каналом для натекания блуждающих токов на трубопровод.
  • Поляризованный электрический дренаж является дренажным устройством, имеющим одностороннюю проходимость. Отличие поляризованного дренажа от прямого заключается в присутствии у первого элемента односторонней проводимости ВЭ. В случае поляризованного дренажа ток течет только в одном направлении — от трубопровода к рельсу. Это не позволяет блуждающим токам натекать на трубопровод по дренажному проводу.
  • Усиленный дренаж используется тогда, когда требуется не только отвести блуждающие токи с трубопровода, но и создать на нем определенную величину защитного потенциала. Усиленный дренаж – это обычная катодная станция. Ее отрицательный полюс подсоединяют к защищаемой конструкции, а положительный — к рельсам электрифицированного транспорта, а не к анодному заземлению.
  • Как только трубопровод введут в эксплуатацию, регулируют работу системы его защиты от коррозии. Если возникает необходимость, осуществляют подключение станций катодной и дренажной защиты и протекторных установок.

Использование какой-либо из технологий защиты промысловых, стальных и прочих видов трубопроводов от коррозии – обязательная составляющая их эксплуатации. Все методы антикоррозийной защиты требуется реализовывать в строгом соответствии с ГОСТом.

Читайте также:  Винтовые сваи своими руками для фундамента: изготовление, установка

Химические способы

Химические методики предполагают использование следующих групп препаратов:

  • преобразователей ржавчины;
  • кислоты (в первую очередь – ортофосфорной);
  • народных средств.

Ортофосфорная кислота

Данное вещество относится к классическим растворителям и входит в состав многих средств для борьбы со ржавчиной.

Химические способы

Способ применения ортофосфорной кислоты описан ниже:

  1. Вещество наносят тонким слоем на место, пораженное коррозией.
  2. Далее нужно подождать в течение 30 минут, пока завершится реакция.
  3. Завершается процедура протиранием насухо обработанной поверхности.

Ортофосфорная кислота удаляет следы ржавчины, а также способствует образованию фосфатной водоотталкивающей пленки. Эта пленка притормаживает процесс окисления металла, предотвращая дальнейшее развитие коррозийного процесса.

Для удаления ржавчины применяется 30% раствор кислоты. Преимущество ортофосфорной кислоты по сравнению с другими кислотами (например, серной) заключается в более щадящем воздействии на металл.

Преобразователи ржавчины

Принцип действия средств преобразования ржавчины состоит в преобразовании коррозийных продуктов в безвредный или защитный слой, который затем может быть обработан краской или лаком.

Химические способы

Ниже перечислены наиболее известные преобразователи ржавчины, предлагаемые на рынке:

  1. ВСН-1. После нанесения этого кислотного нейтрализатора обработанное место приобретает серый цвет. Остается лишь стереть пятно сухой тряпкой вместе с остатками ржавчины.
  2. Спрей-аэрозоль на основе цинка «Цинкор-Авто». Данное средство представляет собой обезжиривающий раствор, способный удалять следы коррозии с металлической поверхности. После нанесения раствора на поверхности образуется защитная пленка.
  3. Преобразователь ржавчины СФ-1. Состав производится на основе фосфатов. Используется для обработки стальных, чугунных, алюминиевых и оцинкованных поверхностей до нанесения лака или краски. Модификатор обладает ингибирующим действием, так как пленка, возникающая на металле после его обработки, продлевает срок службы окрашенной поверхности на срок 10-12 лет.
  4. Модификатор ржавчины «Berner». Препарат обладает раскисляющим действием. Основа модификатора – молибден. Средство эффективно по отношению даже к сильно заржавленным поверхностям. К примеру, преобразователем обрабатывают ржавые болты, которые не получается демонтировать стандартными средствами. Выпускается в виде спрея.
  5. Средство против коррозии B-52. Этот кислотный модификатор выпускается в виде геля. Его главное достоинство – отсутствие растекаемости по поверхности. После растворения ржавчины, остатки геля смываются с металла.