Задача защиты изделий из стали, железа, алюминия и ряда других металлов и сплавов от коррозии решается разными способами. Суть коррозионных процессов состоит в возникновении химических реакций металла с водой, кислородом, солями и щелочами, в результате которых структура изделия разрушается, и физические свойства ухудшаются. Решение задачи состоит в том, чтобы изолировать металл от действия активных реагентов, или нейтрализовать их действие.

В зависимости от условий эксплуатации металлоконструкций, коррозия подразделяется на:

  • газовую, возникающую при контакте с атмосферой или промышленной газовой средой;
  • электролитическую, активаторами которой служат соли и щелочи;
  • подземную, проявляющаяся при контакте с грунтом без присутствия кислорода;
  • биологическую, в результате действия микроорганизмов;
  • электрическую, в результате изменения электрохимического потенциала из-за блуждающих токов.

Физические факторы — повышенные нагрузки, высокая температура или сила трения к коррозионным не относятся. Они тоже приводят к снижению долговечности конструкций, но методы снижения их воздействия другие.

Проблемы от коррозии

Металл подвержен коррозии в первую очередь там, где в результате сварки или механической обработки изменена внутренняя структура. Это сварные швы, линии изгиба, места клепки. Но со временем ржавчина покрывает поверхность полностью и постепенно проникает внутрь материала. Это необратимый процесс, изменяющий кристаллическую решетку, восстановить которую не удается.

В результате коррозии поверхность становиться рыхлой, теряет гладкость. При проникновении ржавчины в швы и трещины, теряется прочность металлоконструкций. При длительном воздействии коррозионных агентов труба, балка или стенка резервуара могут проржаветь насквозь. Из всех использующихся в промышленности, строительстве и технике металлов наиболее подвержены коррозии сталь и железо. В результате коррозии они покрываются характерным красноватым налетом, получавшим название «ржавчина». Термин стал нарицательным и используется как синоним слова «коррозия» и для других металлов.

Методы коррозионной защиты

Для защиты металлоконструкций и отдельных изделий разработано ряд методов и способов защиты. Технологии разделяются на три группы — протекторные, ингибиторные и пассивные. При их разработке использованы знания и физико-химических свойствах металлов и сплавов и их взаимоотношении с основными коррозионно опасными реагентами.

Протекторная защита базируется на использовании покрытий химическая активность которых выше, чем защищаемого металла. Протектор принимает на себя основную нагрузку от воздействия влаги, кислорода, кислот и других реагентов, постепенно разрушаясь. Освободившиеся ионы протектора частично восстанавливают основной материал и замедляют окисление. По отношению к стали и железу протекторами выступают:

  • магний;
  • цинк;
  • хром;
  • кадмий.

Металлы используются как в чистом виде, так и в качестве компонентов сплавов между собой, или с другими веществами, например, алюминием.

Ингибиторы коррозии — вещества, которые нейтрализуют воздействие внешних факторов на химическом или электрохимическом уровне. Подразделяются на анодные, органические, щелочные, кислотные. Выбор ингибитора определяется условиями эксплуатации металлоконструкции, видом металла и наиболее активными коррозионными компонентами в окружающей среде.

Пассивная защита — один из распространенных методов, который постоянно усовершенствуется. Для пассивной защиты используют:

  • грунтовки;
  • краски;
  • лаки;
  • эмали.

Покрытие создает герметичный слой, непроницаемый для кислорода, воды и многих растворителей. Защита требует регулярного обновления.

Антикоррозийная краска

Для защиты от ржавчины и окисления используют разные виды красок, которые можно разделить на два вида — жидкие и порошковые. Отличаются они как составом, так и способами нанесения. Современные жидкие краски выпускают на базе разных вяжущих веществ:

  • масляных;
  • алкидных;
  • акриловых;
  • эпоксидных.

В состав добавляют пигменты, позволяющие увеличить декоративные свойства металлоконструкции, модификаторы и другие компоненты. В результате получают краски с высокой маслобензостойкостью,  термостойкие, защищающие от морской воды, повышенной прочности и т.д. Ряд красок содержит ингибиторы и преобразователи коррозии, грунтовки, обеспечивающие увеличение адгезии. Такие составы можно наносить непосредственно на ржавчину, их маркируют «2 в 1», или «3 в 1». Наносят жидкие краски кистями, валиками, распылителями, как в заводских условиях, так и на объекте.

Порошковые краски — особый вид покрытий. Созданы на основе ПВХ, поливинилбутираля, полиамида, полипропилена, акрилатов и других синтетических веществ. На поверхности металла образуют гладкое прочное покрытие, нечувствительное к воде, кислороду и ультрафиолету. Окраска требует использования специального оборудования и в своем большинстве может быть выполнена только в заводских условиях. Большинство порошковых покрытий намного прочнее и долговечнее, чем защита жидкими красками.

Электрохимическая защита

Способ базируется на использовании протекторных свойств цинка. Стальная поверхность покрывается слоем цинка разными способами. Холодное цинкование — это нанесение специальной краски на очищенную поверхность конструкций как в заводских условиях, так и непосредственно на объектах. Краска пригодна не только для стали и железа, эффективная защита обеспечивается и для алюминия, чугуна, титана. Одно из преимуществ холодного цинка — возможность использования на готовых изделиях, находящихся в эксплуатации, например, железнодорожных вагонах и цистернах, речных и морских судах, автомобилях.

Горячий и гальванический метод оцинкования обеспечивает более долговечную, прочную и надежную защиту. Наносится протекторный слой только в заводских условиях, как базовая (например, для профнастила), или основная защита.

Преобразователи ржавчины

Ржавчина — это продукт окисления металла (оксид железа), обладающий рядом характерных химических свойств, отличающихся от чистого железа и стали. Ржавчина способна вступать в реакцию с некоторыми веществами, инертными к железу, и образовать более прочные и стойкие соединения. Именно это свойство и находится в основе действия преобразователей. При нанесении на пораженные коррозией места, преобразователь растворяет ржавчину, превращая в тонкую пленку, прочно соединяющуюся с железной основой и повышающей прочность поверхности.

По типу базового вещества, преобразователи подразделяются на кислотные и безкислотные. Активное вещество первых — ортофосфорная кислота, вторых — танин. Безкислотные преобразователи можно использовать даже по мокрой поверхности.  Используют вещества как самостоятельно, так и в составе красок «2 в 1», или «3 в 1». Преимущества — возможность использования на конструкциях и изделиях, которые находятся в эксплуатации.

Покрытия от ржавчины

С целью антикоррозионной защиты также используют покрытия из полимерных материалов — каучука, нейлона, ПВХ, фторопласта. В качестве защиты также используют полимеры:

  • полиэстер;
  • пластизол;
  • полиуретан;
  • поливинилиденфторид (ПВДФ);
  • акрил;
  • Printech.

Преимущественно полимер наносят поверх протекторного цинкового покрытия, что увеличивает срок службы конструкции до 50 – 60 лет без повторной окраски.