К вопросу защиты металла от коррозии

В.Т. Процишин, к.т.н,  ГП УкрНИИНП « МАСМА», г. Киев

Украина является одним из самых крупных производителей и экспортеров металла в Европе. Металлы являются важнейшими конструкционными материалами практически во всех отраслях промышленности. Несмотря на положительные конструкционные качества, изделия из металла под действием агрессивных агентов среды  способны подвергаться коррозии (разрушению) и терять полезные функциональные свойства.

Рост производства металла и изделий из него, ужесточение условий эксплуатации металлопродукции, сопровождается быстрым  увеличением размера экономических потерь от коррозии. По приблизительным подсчетам, коррозия отнимает у передовых стран мира около десятой доли их национального дохода. Около 20% всего металла, вырабатываемого в мире за год, теряется вследствие коррозии.

Развитие  современных отраслей промышленности усилило агрессивные воздействия на металл со стороны технологических и рабочих сред, а также окружающей природной среды из-за роста все большей ее загрязненности. Наиболее распространенный химический «враг» металлов – кислород является одной из составных частей окружающего нас воздуха. Кислород находится в морской и пресной водах, им насыщена почва.

Второе место после кислорода принадлежит кислотам. Значительное количество  кислот выбрасывают в атмосферу промышленные предприятия, тепловые электростанции, транспортные средства и т.д. Кислоты вызывают интенсивную коррозию металла. Немалый вред металлам причиняют сера и ее соединения, хлор и его окислы, окислы азота, фтор, углекислый газ и многие другие соединения, содержащие кислород или просто обладающие  способностью окислять. Кроме того есть группа веществ, которые не являются окислителями но способствуют ускорению этого процесса. В зависимости от вида коррозионной среды и условий протекания коррозионного процесса различают около 40 видов коррозии: атмосферная, газовая, подземная, биокоррозия и др.

Значительные потери металла приходятся на долю атмосферной коррозии. Под атмосферной коррозией  понимают процесс разрушения металлов  и сплавов, обусловленный  протеканием на их поверхности электрохимических и химических реакций. Скорость атмосферной коррозии зависит  от климатических условий и степени загрязненности среды, в которой хранятся или эксплуатируются изделия. Наиболее интенсивная коррозия  стали наблюдается в промышленных и приморских районах. В промышленных районах коррозия металлов усиливается  содержащимися  в атмосфере оксидами серы и сероводородом, а также частицами пыли. В приморских районах коррозия сильнее из-за присутствия в атмосфере солей хлоридов и едкого натрия. В районах с относительной влажностью ниже 70%, а также  в помещениях, где относительная влажность, как правило, находится в пределах 55–70%, коррозия металлов протекает медленно. При  влажности до 70% происходит так называемое сухое окисление металла. Если при этом в атмосфере отсутствуют агрессивные примеси, то на металле образуются практически невидимая оксидная пленка. При наличии в сухом воздухе диоксида серы и хлоридов поверхность металла подвергается коррозии, характер которой аналогичен характеру коррозии, протекающей при средней влажности. Поэтому, при загрязненной атмосфере, в производственных и складских помещениях с регулируемой температурой и низкой влажностью незащищенный металл часто коррозирует, что обуславливает необходимость защиты металл от коррозии.

При относительной влажности выше 70%, а также в присутствии агрессивных примесей поверхность металла подвергается так называемой  влажной атмосферной коррозии, проходящей при избытке кислорода. В этом случае на поверхности металла образуются ржавые пятна. При более  длительном воздействии коррозия распространяется на всю поверхность металла. Под воздействием  осадков и капелек влаги, т.е.  при недостатке кислорода, протекает так называемая мокрая атмосферная коррозия. Значительное влияние на коррозионную активность атмосферы оказывает также температура: с  повышением ее коррозия металлов усиливается.

Для защиты металла от атмосферной коррозии в настоящее время разработано немало высокоэффективных методов.  Чаще всего используется временная защита металла от коррозии, рассчитанная на срок от момента изготовления металлоизделия до начала его потребления, т.е. на время его хранения и транспортировки к потребителю.

Важное место среди средств временной противокоррозионной защиты занимают консервационные  материалы, к которым относят: ингибиторы коррозии, консервационные, рабоче-консервационные масла, пленкообразующие ингибированные нефтяные и защитные водовытесняющие составы. Каждый из перечисленных консервационных материалов имеет свою область применения. Они изолируют металл от воздействия агрессивных компонентов атмосферы, создавая изолирующий слой или защитную пленку на поверхности металла.

Учитывая высокую универсальность, легкость использования и не высокую стоимость консервационные масла получили наиболее широкое распространение. Основным компонентом масляных композиций является минеральное масло, к которому добавляются ингибиторы коррозии, адгезионные и загущающие присадки, антиокислители и др. Наносится консервационное масло на чистую и сухую металлическую поверхность  в отапливаемых помещениях при относительной влажности, не превышающей 75%.

Способ нанесения консервационных масел  зависит от его свойств, технических  характеристик металлического изделия, требований и условий применения. Наносят их окунанием, разбрызгиванием, заливкой, протиранием, намазыванием с помощью щеток, валков и т.д. Защитное  действие масляных пленок растет с увеличением их толщины. Толщина  пленки, создаваемой при окунании изделия, определяется вязкостью масла, а при разбрызгивании – количеством нанесенного масла. Слишком толстая  пленка масла на поверхности металла имеет тенденцию к сползанию, загрязняя транспортные пути и хранилища,  создает опасность несчастных случаев. Низковязкие масла, масла разбавленные растворителями образуют очень тонкие пленки, проникающие из-за малой вязкости, в микротрещины на поверхности металла и обеспечивают эффективную защиту от коррозии.

Состояние металла защищенного маслами следует периодически проверять, так как с течением времени под действием окружающей среды наступает, в следствие окисление углеводородов кислородом воздуха, частичная или полная потеря  их защитных свойств (старение).

Эмульгируемые защитные масла  используются в виде эмульсий, образуют тонкие защитные пленки. Время окунании в эмульсию составляет 2–3 мин, иногда эмульсию подогревают до определенной температуры или же наносят на подогретую металлическую поверхность.

При выборе консервационного смазочного материала для достижения высокой эффективности необходимо учитывать все аспекты его использования. Помимо высоких защитных свойств консервационное масло должно легко наносится на поверхность металла и смываться с нее, не оставляя следов, мешающих выполнению последующих операций.

На рынке Украины  присутствуют консервационные масла  известных фирм: ФУКС, Шелл, Кастрол и др. В тоже время, имеются масляные консервационные средства отечественного производства, которые по своим  защитным свойствам не уступают импортным продуктам:

  • Средства технологические консервационные  БЕСТ КМ-1, БЕСТ КМ-2, БЕСТ КМ-3,  масляные , ТУ У 24.6- 30740752-005: 2008, (ООО НВО «НИКОС», г. Новомосковск, Днепропетровской обл.).
  • Среды консервационные масляные  ОКС-2, ОКС-3, ТУ У23.2-13810574-003:2012, (ООО НПП «КАЛЬВИ», г. Львов).
  • Технологические консервационные средства ВЭКС-1, ВЭКС-2, масляные ВЭКС-3- эмульсия, ТУ У 23.2-32627637-002, (ООО НПП «ТРИБОКОМ», г. Днепропетровск).

Ассортимент консервационных средств постоянно обновляется.

Модернизация средств временной защиты диктуется  постоянным ростом требований потребителей к качеству металла и изделий из него в отношении эффективности консервации, технической эстетики, снижения стоимости защиты и упрощения операций, связанных с расконсервацией и приведением изделий в рабочее состояние. Практика показывает, что полное и правильное использование средств и методов противокоррозионной защиты, позволяет значительно сократить потери металла от коррозии.