Атмосферная коррозия металлов: разновидности и способы предотвращения
Ржавчиной называют процесс самопроизвольного разрушение металлов или металлических сплавов, протекающий при физико-химическом или электрохимическом воздействии на них окружающей среды. При этом наиболее распространенным видом ржавчины является атмосферная коррозия металлов, которая протекает во влажных околоземных слоях атмосферы. Ей подвержена большая часть металлических изделий и сооружений, в том числе конструкционные элементы зданий, мосты и машины.
Несмотря на это, такой вид ржавчины является менее разрушительным для структуры металла или металлического сплава, чем некоторые другие виды коррозии, к примеру, морская или почвенная. В атмосфере процесс ржавления проходит по законам электрохимической кинетики, а также обладает своими характерными отличиями. Скорость протекания коррозии в этом случае будет зависеть от нескольких предопределяющих факторов, а именно:
- химических свойств металла;
- влажности воздуха и его химического состава;
- длительности периодов, в течение которых происходит высыхание или появление пленок, создаваемых из влаги.
Какие существуют виды атмосферной коррозии?
Всего следует выделить несколько типов атмосферной коррозии металлов, а именно:
- Сухая. Процесс появления ржавчины в этом случае будет протекать при отсутствии на поверхности металлического изделия пленки, образованной из влаги. Подобное явление может наблюдаться в тех случаях, когда показатель влажности воздуха находится на отметке ниже 60%. Механизм разрушения под воздействием ржавчины является химическим. В начале на поверхности появляется тонкая окислительная пленка (до 10 нанометров), но затем процесс разрушения значительно замедляется и протекает с малой скоростью.
- Влажная. Наблюдается в тех случаях, когда на металле появляется тоненькая пленка из влаги (толщиной до 1 микрометра). Для возникновения такой пленки достаточно, чтобы влажность воздуха достигла значения 60-70%. Этом случае может достигаться состояние, называемое критической влажностью, когда на поверхности металла начинают конденсироваться микроскопические капельки воды. Точный уровень влажности, при котором начинается этот процесс, зависит от многих факторов, включая состояние металлического изделия и степень загрязнения воздуха.
- Мокрая. Такой тип ржавления металла наблюдается, если относительная влажность воздуха достигает показателя в 100%. В этом случае на поверхности начинают собираться визуально различимые капли воды. Кроме того, мокрая атмосферная коррозия возможна, если металлическая конструкции подвержена прямому воздействию различных погодных осадков и явлений, к примеру, тумана или дождя. Возникает она и в том случае, если деталь погружают в воду или периодически обливают ее. При этом толщина пленки влаги должна составлять не менее 1 миллиметра.
Каким образом можно защитить металлические изделия от атмосферной коррозии?
Предотвратить или замедлить процесс появления ржавчины на поверхности металла при его контакте с содержащими влагу газами атмосферы можно несколькими способами. В первую очередь сделать это можно за счет применения защитных покрытий, выполненных на основании полимерных составов или других материалов. Это могут быть различные виды красок, лаков или смазок. Поверхность изделия из металла (или сплава) можно обработать защитным металлическим покрытием, выполненным на основании никеля или цинка.
Отдельно стоит выделить и использование специальных химических веществ, предназначенных для замедления коррозийных процессов – ингибиторов. Они могут быть летучими или же контактными, а также созданными на основании органических и неорганических компонентов.