Тел: 
Тел: 
E-mail: info@lkm66.ru


Что за "зверь" коррозия и как умерить ее аппетит?

Что за "зверь" коррозия и как умерить ее аппетит?

 

Одно из важнейших назначений лакокрасочных материалов - получение противокоррозийных покрытий по металлу. По оценкам специалистов, потери металла от коррозии составляют до 30% их годового производства, при этом около 10% металла теряется безвозвратно. 

Что же это за "зверь", который пожирает металл?

Коррозия - это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла. 

Одна из систем оценки скорости коррозии предполагает определение глубины прокорродировавшегося слоя металла в еденицу времени. Стойкие к коррощии металлы разрушаются со скоростью 0,01-0,1 мм/г., малостойкие - 0,1-1,0 мм/г. Если металл эксплуатируется в атмосферных условиях в атмосферных условиях в течении длительного времени и должен при этом выполнять различные функции (рельсы, некоторые конструкции), приходится учитывать не только действуещие на него нагрузки, но и возможность разрушения от коррозии и предусматривать необходимый допуск.

В результате коррозии металлы переходят в устойчивые соединения  - оксиды или соли, в виде которых они находятся в природе.

По харктеру среды, в которой эксплуатируется изделие различают следующие основные виды коррозии: газовую, атмосферную и жидкостную. Газовая коррозия встречается на практике при эксплуатации металла при повышенных температурах и отсутствии влаги (печные двери, заслонки).

В зависимости от того, в какой жидкостной среде протекает коррозия, различают кислотную, целочную, солевую, морскую и речную атмосферную коррозию.

Коррозийный процесс в атмосферных условиях обусловлен воздействием тонкой пленки влаги, образующейся на поверхности металла. Толщина этой пленки зависит от влажности воздуха. Если влажность ниже 100% то на поверхности образуется адсорбционная пленка из молекул воды, однако даже в этих условиях возможно ее накопление из-за конденсации в капиллярных щелях и трещинах. При понижении температуры происходит конденсация водяных паров и осаждение их на поверхности в виде капелек воды, которые, сливаясь, могут образовывать сплошную пленку. На скорость атмосферной коррозии кроме влажности влияет загрязнение воздуха дымовыми газами, пылью, химическими продуктами. Растворяясь в воде, загрязнения образуют электролит, способствующий коррозии. Поэтому коррозия в атмосфере промышленных районов проходит значительно интенсивнее, чем в сельской местности.

По условиям воздействия жидкостей на поверхность металла различают виды эксплуатации с полным, неполным, переменным погружением и др. По характеру коррозийных разрушений различают равномерную и неравномерную коррозию. Если коррозийные разрушения концентрируются на определенных участках в виде пятне, язв, их называют местными.

Итак, мы установили, что необходимым условием для протекания коррозии металла является его контакт с водой и кислородом. В отсутствие воды и кислорода железо не ржавеет.

Упрощенно взааимодействие между железом, водой, и кислородом можно представить уравнением:

4Fe + 2H2O + 3O2 -> 2Fe2O3 * 2H2O

Продукт реакции представляет собой ржавчину - рыхлый малорастворимый продукт. В присутствии электролитов процесс ускоряется.

Коррозия - процесс электрохимический, поэтому даже незначительные различия в составе и структуре поверхности металла в присутствии электролита могут обусловить образование электрических потенциалов на участках поверхности т появление электрического тока, называемого в этом случае коррозионным током. Участок поверхности с более низким потенциалом (анод) растворяется, и освобождающиеся электроны перемещаются к участку с более высоким потенциалом - катоду. 

Поскольку анодные и катодные участки обычно очень малы и тесно спорикасаются, коррозия распределяется довольно равномерно по всей поверхности металла. В том случае, когда площадь анодного участка мала по сравнению с площадью катодного участка, может возникнуть язвенная коррозия. По аналогичным схемам происходит коррозия и других металлов  - алюминия, цинка и т.д.

Лакокрасочные покрытия не случайно занимают важное место среди противокоррозийных покрытий. Широкое применение на практике этого способа защиты металла объясняется удачным сочетанием необходимых для защиты от коррозии свойств (гидрофобности, водоотталкивания, низких газо- и паропроницаемости, препятствующих доступу воды и кислорода к поверхности металла), технологичности и возможности получения различных декоративных эффектов.

В общем случае изолирующее покрытие (непигментированное или наполненное инертными пигментами) не изменяет характера коррозионного процесса на поверхности металла, а только тормозит его, являясь барьером на пути влаги и кислорода. Поэтому естественно, что защитное действие покрытия зависит от природы окрашиваемого металла, свойств наносимого на поверхность лакокрасочного покрытия (толщины слоя, сплошности, проницаемости, адгезии, способности набухать в воде и т.д.)

При формировании покрытия возможно образование микро- макродефектов, которые существенно влияют на его защитные свойства. При плохой подготовке поверхности на ней остаются окалина и ржавчина, которые являются катодами, что может привести к интенсификации электрохимических процессов. Причиной повышения проницаемости является также наличие пор на поверхности.

Следует отметить что пористость покрытия зависит от его толщины: существует определенная толщина покрытия, меньше которой оно будет пористым. Во всех случаях толщина пленки должна быть оптимальной для данного типа покрытий. Для получения пленки нужной толщины следует наносить несколько слоев. При этом кратное увеличение толщины покрытия приводит к ослаблению адгезии и снижению защитных свойств, поэтому особое внимание необходимо уделять достижению хорошей адгезии покрытия к подложке для обеспечения высоких защитных свойств и длительного срока службы.

Существенное влияние на защитные свойства оказывает тип пленкообразователя. Так масляные пленки и пленки вододисперсионных материалов сильно поглощают влагу, набухают и размягчаются. Гладкие лакокрасочные покрытия менее пористы, проникновение влаги в них происходит в основном за счет диффузии. При наличии покрытий на поверхности металла доступ электролита и кислорода к металлу затруднен, поэтому даже простые лакокрасочные покрытия не только изолируют, предохраняя металл от коррозии но и повышают его коррозийную стойкость, тормозят протекание электрохимических анодных и катодных процессов.

В том случае когда в состав пленкообразователя входят ионогенные и гидрофобные группы, а в состав лакокрасочного матерала - водорасстворимые компоненты и примеси, способные к диссоциации происходит затруднение переноса ионов в электролите, т.е. торможение протекания электрохимического коррозионного процесса. Снижение электрического сопротивления пленок обуславливает ослабление защитного действия лакокрасочного покрытия. Если низкая проницаемость, препятствует диффузии электролита, является барьером на пути агрессивной среды, то высокое электрическое сопротивление тормозит выход электронов из металла и движение ионов в пленке. При суммарном воздействии обоих факторов  защитные свойства покрытия усиливаются.


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru


 e-mail: info@lkm66.ru ,