Способи захисту сталевих конструкцій від корозії заліза
Залізо явно домінує серед конструкційних матеріалів, використовуваних в наш час. Обсяги його промислового виробництва в двадцять разів перевершують сумарний випуск інших металів, що виходять з металургійних цехів.
Вироби з заліза оточують нас у побуті та на виробництві, тим наочніше прояви корозії заліза, в побуті звані іржавіння. Результатом корозійного впливу на залізо або інші матеріали є руйнування матеріалу, що виправдує отримане від латинського «corrosio» (роз'їдання) назва.
Механізм протікання корозійних реакцій в металах
Процеси корозії, тобто самовільного руйнування, викликаються в металах при їх взаємодії з контактує навколишнім середовищем. За типом перебігу взаємодії реакції корозії поділяють на два види:
- Хімічна корозія, що протікає в середовищах, які електричний струм не проводять. До таких середовищ можна віднести сухі гази, рідини органічного походження типу спирту або бензину;
- Електрохімічна корозія, яка відбувається в середовищах, які проводять електрострум. До таких середовищ відносяться водні розчини і просто вологе повітря.
Теоретично вона являє собою взаємодію матеріалу і середовища, що не супроводжується електрохімічними процесами на фазових межах. Така взаємодія з киснем для залізовмісних сплавів при високій температурі закінчується утворенням окалини. Окалина - типовий продукт корозії хімічної. Її можна спостерігати навіть в процесі простий заливки на повітрі розплаву заліза в изложницу.
У реальних умовах, коли окислення заліза відбувається у вологому середовищі, якою є звичайний атмосферне повітря, протікає електрохімічна корозія заліза з утворенням гідратованого оксиду заліза Fе2 O3 · H2 Про - того самого пухкого світло-коричневого порошку, званого іржею. Тому до електрохімічної корозії нерідко провокують присутні в залозі випадкові домішки або введені легуючі добавки. Якщо залізо не має таких добавок і є надчистого, то воно практично не кородує.
Наочні приклади тому - вироби стародавніх майстрів, які використовували залізо без домішок. В Індії встановлена залізна колона, яка понад півтори тисячі років стоїть без руйнувань, хоча індійський клімат дуже вологий. У складі заліза цієї колони практично немає будь-яких сторонніх добавок. Як стародавні металурги домоглися такою собі ступеня чистоти - залишається загадкою.
Збиток від Кородування заліза
Питання, як захистити залізо від корозії, дуже важливе. Кородування залізовмісних металоконструкцій і технологічного устаткування призводить не тільки до зниження надійності роботи механізмів і термінів служби агрегатів, а й до аварійних ситуацій, які мають катастрофічні наслідки. Для підвищення міцності металовиробів вводяться підвищені коефіцієнти запасу, однозначно ведуть до завищеними витратами металу.
Економічні збитки від корозії заліза наноситься не тільки за рахунок додаткових витрат на витрату металу, але і від простою обладнання в процесі ремонту або заміни поламаних механізмів, від втрат і витоків сировини (газ, нафта, вода) на «дірявих» магістральних трубопроводах. Колосальні енергетичні витрати доводиться нести з подолання гідравлічних опорів звужених прохідних перетинів комунікацій, на стінках яких відклалася іржа - продукт корозії заліза.
Елементарне побутове незручність, всім знайоме - погіршення роботи батарей опалення - безпосередньо зобов'язана своїм існуванням іржавим відкладенням на стінках радіаторів. Прояви корозії знижують якість продукції. В цілому втрати, викликані корозією, оцінюються в 3-4 відсотка валового доходу будь-якої індустріально розвиненої країни.
Захист сталевих виробів від корозії
- Конструкційна захист, спрямована на використання нержавіючих матеріалів в агресивних середовищах. Елементи конструкції виготовляють з кольорових металів, кераміки або безпосередньо з нержавіючих сталей. Контактують із середовищем поверхні сталевих виробів ізолюються від неї гумовими прокладками, герметиками, клеями.
- Активний захист заліза від корозії базується на застосуванні жертовного анода, як прийнято називати більш активний метал, який, руйнуючись, оберігає сталеве виріб. Один з найбільш часто зустрічаються жертовних анодів є магнієвий стрижень, що розміщується в побутових електричних бойлерах для осадження забруднень у воді центральної магістралі. Іншим металом, використовуваним для активного захисту заліза, є цинк. Корозія оцинкованого заліза є так званою «жертовну захист», оскільки те, що відбувається окислення цинку запобігає корозії сталевого матеріалу.
- Пасивний захист використовує нанесення лакофарбових покриттів, що перешкоджають створенню корозійного елемента. Київський лакофарбовий шар не виключає протікання корозійного процесу, а тільки загальмовує його.
Це важливо! Надійність захисту від корозії нанесенням покриття забезпечується на 80% ретельністю підготовки поверхні для гарної адгезії металу з лакофарбовим матеріалом і лише на 20% - властивостями наносяться матеріалів або технологією їх нанесення.