1. Система окраски как метод защиты от коррозии

Опубликовано user01 - вт, 01/10/2017 - 14:31

 

Введение

Различные конструкционные материалы, используемые для промышленных целей, требуют защиты от влияния окружающей среды. В первую очередь это бетон и некоторые металлы. Бетонным поверхностям требуется покрытие для защиты от карбонизации и нарушения целостности поверхности, помимо прочего, вследствие абразивного износа. Металлы нуждаются в защите от коррозии.

♦ Коррозия - это физико-химическое взаимодействие, возникающее в случае, когда металл подвергается воздействию среды, в результате чего изменяются свойства металла и во многих случаях происходит ухудшение функциональных свойств металла, среды или технической системы.

♦ Ржавчина – это продукт, получающийся в результате коррозии железа и стали. Коррозионное повреждение – это любое изменение в коррозионной системе вследствие коррозии, которое считается причиной ухудшения функциональных свойств металла, среды или включающей их технической системы.

♦ Коррозионная система включает в себя один или несколько металлов и все параметры среды, которые вносят свой вклад в коррозию. Такими параметрами среды может быть также покрывающий поверхность слой, электроды и т.д. 

♦ Антикоррозионная защита или защита от коррозии - это изменение коррозионной системы, в результате чего замедляется или предотвращается образование коррозионного повреждения.

♦ Антикоррозионная защитная окраска предполагает покрытие металлических поверхностей антикоррозионной защитной краской.

Механизм коррозии в металлах

В настоящее время считается, что наиболее существенный вклад в разрушение вносит электрохимическая коррозия, характеризующаяся образованием на поверхности металла локальных электрохимических электродных пар.

Электродной парой называется пара анод-катод. Положительные ионы металла с анода переходят в раствор, и в металлической решетке образуются отрицательные электроны, которые переходят на катод. На катоде электроны участвуют в нескольких катодных реакциях. В кислых растворах образуется газообразный водород, в то время как в pH-нейтральных растворах уменьшение количества кислорода приводит к образованию гидроксильных ионов. Электрически проводящий электролит замыкает цепь между анодом и катодом. Анодные и катодные участки могут соседствовать друг с другом, в результате чего возникает равномерная коррозия, или могут быть отделены друг от друга, что приводит к локализованной коррозии.

Анодный участок – это менее благородный участок поверхности металла или участок с более высокой поверхностной энергией. Рис. 1.1 иллюстрирует образование локальных пар в поверхностном слое металла и анодную и катодную реакции.

Рис. 1.1 иллюстрирует образование локальных пар  в поверхностном слое металла и анодную и катодную реакции.
Рис. 1.1 Образование локальных пар в поверхностном слое металла и анодную и катодную реакции.

 

Комбинация анодной и катодной реакции дает общую реакцию:

Fe2+ + 2OH-  –> Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2  –> 2H2 O + 2Fe2 O3 *H2

O гидратированный оксид железа, т.е. ржавчина

Механизм защиты от коррозии в металлах основывается на:
- препятствии образованию локальных пар на поверхности металла и
- препятствии или задержке анодной и/или катодной реакции.

Механизм защиты, обеспечиваемый системой окраски

Наиболее распространенный способ защиты от коррозии – это нанесение краски на поверхность металла. Непроницаемое цельное покрытие достаточной толщины предотвратит попадание ионов на поверхность металла и таким образом уменьшит образование окальных пар. Лакокрасочные покрытия, защитные свойства которых основаны на принципе непроницаемости, называют барьерными, примером таких покрытий являются эпоксидные материалы.

Краски для защиты от коррозии, применяемые против атмосферных воздействий, используют антикоррозионные защитные пигменты, которые замедляют отделение ионов металла с анодных участков. Различные фосфаты и бораты, например, используются в качестве антикоррозионных защитных пигментов, которые, попадая вместе с водой в покрытие, образуют защитные слои на анодных участках. Говорят, что краска защищает стальную поверхность катодным способом, если она содержит достаточное количество цинковой пудры. Частицы цинка в покрытии находятся в электрически проводящем контакте со стальной поверхностью и, как электроотрицательные металлы, являются расходуемыми анодами, которые препятствуют коррозии стали.

Водорастворимые краски также имеют в своем составе ингибиторы коррозии, чтобы препятствовать коррозии во время нанесения и высыхания краски.

В заключение

Коррозию защищаемой металлической поверхности можно предотвратить или замедлить следующими путями:
- нанесением краски, содержащей антикоррозионные защитные пигменты, которые замедляют анодную и/или катодную реакцию;
- нанесением покрытия, которое создает достаточное сопротивление ионному току;
- нанесением грунтовки, обеспечивающей защиту катодного типа.