Современное производство строительных материалов

Защита черных металлов от коррозии

Коррозия — процесс химического или электрохимического разрушения металлов под действием окружающей среды. Установлено, что от коррозии ежегодно теряется безвозвратно около 10 % производимых металлов, т. е. годовая продукция крупного металлургического завода.

В процессе химического разрушения на поверхности металла образуется пленка из продуктов коррозии, обычно оксидов. В некоторых случаях эта пленка может защищать лежащий под ней металл от дальнейшей коррозии. Сравнительно плотные оксиды пленки образуются на поверхности алюминия, свинца, олова, никеля, хрома. При окислении железа в сухом воздухе или в атмосфере сухого кислорода образуется также достаточно плотная пленка, но она по мере роста растрескивается и отслаивается от металла. Чаще всего химическая коррозия происходит в среде сухих газов при высокой температуре (металлическая арматура печей, клапаны двигателей, лопатки газовых турбин и т. п.) или в жидкостях неэлектролитов (окисление металла в спирте, бензине, нефти, мазуте и т. п.).

При электрохимической коррозии металл разрушается вследствие его растворения в жидкой среде, являющейся электролитом.

Одна из эффективных защит черных металлов от коррозии (вернее, существенное замедление процесса коррозии) состоит в изменении свойств поверхности металла.

Основные методы - изменение химического состава металла и его оксидной пленки, которая образуется на начальной стадии коррозии; применение металлизированного защитного покрытия поверхности металла, например, цинкование; применение неметаллического покрытия поверхности металла, например, полимерами. Особенно эффективно будет создание многослойного покрытия металла, то есть, комбинация вышеуказанных методов.

Самый давний по применению метод - нанесение покрытия из другого металла или сплава с помощью электролитических процессов. Для этого метода характерно использование цинка, кадмия, свинца, олова, хрома, меди, никеля, индия, серебра или их комбинаций. Метод является универсальным для почти всех металлов. Выделяется в этом методе процесс анодирования, то есть "выращивания" на металле оксидной пленки. Недостаток - необходимость тщательной очистки поверхности перед электролитической обработкой.

Второй метод - погружение металлического изделия в расплав. Используются для этого цинк, олово, алюминий и небольшое количество керамических эмалей. Преимущество - высокая производительность. Недостаток - неравномерность покрытия изделия защитным слоем.

Третий метод - иное нанесение покрытия (вакуумно-плазменное). Отличается высоким качеством, но и большой стоимостью процесса.

Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, совершенную стойкость к атмосферной коррозии показывают нержавеющие легированные стали, содержащие в большом количестве хром, который, образуя на поверхности оксидные пленки, приводит сталь в пассивное состояние.

Оксидирование — защита оксидными пленками. Для этого естественную оксидную пленку, всегда имеющуюся на металле, делают более прочной путем обработки сильным окислителем, например концентрированной азотной кислотой, растворами марганцевой или хромовой кислот и их солей.

Металлизация — покрытие поверхности детали расплавленным металлом, распыленным сжатым воздухом. Преимуществом этого метода защиты металла является то, что покрывать расплавом можно уже собранные конструкции. Недостаток заключается в том, что получается шероховатая поверхность.

Фосфатирование состоит в получении на изделии поверхностной пленки из нерастворимых солей железа или марганца в результате погружения металла в горячие растворы кислых фосфатов железа или марганца.