Обработка металла от ржавчины

Появление ржавчины или коррозия металлов и сплавов – неизбежный процесс. Для решения данной проблемы необходимо замедлить скорость реакции, либо произвести обработку металла от ржавчины. На нашей выставке вы сможете ознакомиться с различными способами борьбы с окислением металла.

Все методы обработки металла от ржавчины условно можно определить в следующие группы:

1. Нанесение защитного слоя,

2. Методы замедления процессов коррозии,

3. Электрохимические реакции.

Методы нанесения защитного слоя - 1 группа

Процесс нанесения защитного слоя происходит с целью замедления окислительных реакций за счет взаимодействия кислорода с веществом, которое покрывает сплав или металл снаружи. Покрытие должно быть долговечным и относительно прочным. Наносят как металлическую, так и неметаллическую барьерную пленку. На нашей выставке можно ознакомиться со всеми способами на экспозициях и семинарах.

Металлический слой

Процесс протекает путем нанесения поверх основного слоя катодного или анодного металла. Катодная защита дает более положительный результат. Верхняя пленка предохраняет детали от повреждений и влияния внешней среды механическим способом. Покрытие анодными металлами дополнительно сопровождается протеканием электрохимических реакций. Отрицательно заряженные аноды берут коррозию на себя, тогда как пористые части основного вещества заменяют катоды и сохраняют целостность.

Покрытия можно нанести тремя способами:

1. Гальванический метод. В гальванической ванной постоянного тока металл подвешивают на катод. В качестве анода выступает пластинка металла. Гальваническое осаждение осуществляется при помощи целого ряда металлов: никеля, цинка, хрома, серебра, свинца, олова. Верхняя защитная прослойка очень тонкая, гибкая, хорошо скрепляется с металлом. При этом гальваническое покрытие не гарантирует равномерного распределения толщины.

2. Термодиффузионный метод. Суть метода в диффузии атомов основного вещества с легирующим компонентом под воздействием высоких температур. Обязательным условием является образование твердого раствора, а также более низкий радиус главного металла в сравнении с защитным.

3. Плакирование - метод, при котором во внешние листы металла кладут лист основного и прокатывают целиком горячим способом. Для плакирования подходит алюминий, молибден, титан, никель. Часто применяется на промпредприятиях.

4. Покрытие расплавленным металлом. Старый проверенный метод. Основной металл предварительно обрабатывается флюсом (хлорид, глицерин, хлорид аммония). Затем вещество погружается в расплав легко плавильного металла (олово, цинк, свинец и др.). Используется как в пищевой, так и в тяжелой промышленности.

5. Напыление. Струей воздуха на изделие наносится расплавленный металл. Данный способ также используется для восстановления сильно потертых и обветшалых поверхностей или придания изделию огнестойкости.


Неметаллический слой

1. Неорганические покрытия

Естественная оксидная пленка не всегда может гарантировать надежную защиту. Искусственные пленки наиболее стойкие и практичные. В практике чаще всего применяют фосфатные и оксидированные пленки.

1.1. Оксидирование или воронение. Применяется для борьбы с коррозией цветмета и чермета. Происходит путем химобработки материала в растворе четырехпроцентного едкого натра в течение часа. Данный способ активно используется в декоративных целях. Анодная пленка хороша для слоя лака или краски. Для придания устойчивости вслед за оксидированием вещество обдают струями горячего пара или раствором хромата.

1.2. Фосфатирование. Металлические детали опускаются в горячий раствор фосфорных солей марганца, цинка или железа. Получается пористая пленка фосфатов. Верхний слой хорошо удерживает краску и маслянистые вещества. Послужит хорошим грунтом под лакокрасочное покрытие. Использовать данный метод можно лишь в сочетании с лакокрасочными и масляными материалами, иначе защиты от коррозии сложно достичь.

1.3. Пассирование. Предполагает обработку изделий в растворе хромата или нитрата. При этом обеспечивается защита от коррозии свыше 2 лет.

1.4. Нанесение эмали. Шихта и плавни смешиваются в стекловидную массу, которую с помощью специальных средств наносят на поверхность. Далее идет обжиг в пламенной печи при температуре 1000 ºС. Стойкость эмали объясняется наличием в плавне бура и кремнезема. Близость коэффициентов линейного расширения обеспечивает жаростойкость изделия.

2. Органические покрытия

2.1. Лакокрасочные покрытия. Суть в том, что на поверхности получается цельная пленка, ограничивающая негативное воздействие открытого воздуха и препятствующая ржавчине. Сравнительно дешевый и легко восстанавливаемый способ. Не может обезопасить изделие от высоких температур и воды.

2.2. Полиуретановые лаки и краски. Их применяют для безопасности алюминиевых или магниевых сплавов. Устойчивы к воздействию нефтепродуктов.

2.3. Термостойкая защита. Создается при помощи органических соединений кремния. Выдерживает высокие температуры. Используется для сушек, различного рода вентиляций и теплообменников.

2.4. Пластмассы. В жидком виде наносятся слой за слоем на поверхность материала. Обладают повышенной стойкостью к агрессивным средам.

2.5. Эпоксидные смолы. Многоатомные фенолы конденсируются с элементами эпоксигидрогруппы. Образовывают поверхность, которая хорошо отталкивает воду и является относительно жароустойчивой.

3. Гуммирование

Поверхность облицовывают сырой резиновой смесью, после чего обкатывают валиками и вулканизируют. Для гуммирования используются натуральные резины и эбониты. Полученные покрытия стойки к концентрированным кислотам и применяются в производстве химической аппаратуры и трубопроводов.

2 группа – методы замедления процессов коррозии

В тяжелой промышленности для снижения убыточности от окисления металлов может также применятся способ перемены агрессивной среды. В 1-м случае делается попытка удалить вещества, непосредственно вызывающие негативную реакцию. Во 2-м, наоборот, в среду вводятся элементы, замедляющие процесс коррозии (ингибиторы).

А) Перемена агрессивности среды. Может быть получена самыми разными методами. Главные из них – деаэрация, создание вакуума и удаление солей. Для сокращения содержания кислорода и замедления появления ржавчины в среду добавляется сульфид натрия.

Б) Введение ингибиторов. Высокая концентрация этих соединений позволяет снизить скорость реакции любого компонента. Они могут быть органическими и неорганическими, катодными и анодными, а также действуют в различных средах. Ингибиторы либо уменьшают площадь активной реакции, либо снижают энергоемкость коррозионного процесса.

Электрохимические реакции - 3 группа

В основе метода лежит поляризация. В зависимости от его знака выделяют анодные и катодные виды защиты. Катодная защита. Используется, когда металл не склонен к пассивации и ускорению окислительных процессов. Защищенная основа изделия присоединяется к отрицательному полюсу прибора или к металлу с большим электродным потенциалом. Изделие принимает на себя роль анода. Применяется в строительстве буровых установок, прокладке труб и кабелей различного функционального назначения. Анодная защита. Происходит схожим способом. К конструкции подключается положительный пояс источника извне. Катоды, используемые для защитного слоя, должны иметь большую стойкость к агрессивной среде (нержавейка, платинированная латунь и т.д.). Применяется в сварочной деятельности, в производстве нержавеющей стали.

Кислородная защита. Способ обработки металла от ржавчины от обратного. В водной среде значительно увеличивают концентрацию кислорода, что приводит сначала к резкому ускорению коррозии с последующим уменьшением и приведением к стационарному состоянию. Используется в теплоэнергетике, в особенности в атомной энергетике. Для особо чувствительной техники и оборудования, вроде ракетостроения, налажено производство металлов и сплавов, обладающих высокой чистотой. За счет присутствия примесей в деталях обеспечивается жаростойкость и жаропрочность. Легирование металла повышает прочность и стойкость изделий.


Читайте другие наши статьи:

Обработка металла
Пескоструйная обработка металла
Мини-станки для производства