Schutz von Metall vor Korrosion. So besiegen Sie Rost: Die wichtigsten Möglichkeiten, Metall vor Korrosion zu schützen Arten des Korrosionsschutzes von Metallmaterialien

Korrosion ist die spontane Zerstörung von Metallen als Folge chemischer oder physikalisch-chemischer Wechselwirkungen mit der Umwelt. Im Allgemeinen handelt es sich hierbei um die Zerstörung jeglichen Materials, sei es Metall oder Keramik, Holz oder Polymer.

Reine Metalle sind am anfälligsten für Korrosion. Legierungen, Kunststoffe und andere Materialien werden in diesem Zusammenhang durch den Begriff „Alterung“ gekennzeichnet. Anstelle des Begriffs „Korrosion“ wird häufig auch der Begriff „Rost“ verwendet.

Arten von Korrosion

Der Korrosionsprozess ruiniert seit vielen Jahrhunderten das Leben der Menschen und wurde daher ausführlich untersucht. Je nach Art gibt es unterschiedliche Klassifizierungen von Korrosion Umfeld, von den Einsatzbedingungen korrosiver Materialien (ob sie unter Spannung stehen, ob sie mit einer anderen Umgebung in Kontakt stehen, dann ständig oder abwechselnd usw.) und von vielen anderen Faktoren.

Elektrochemische Korrosion

Zwei miteinander verbundene unterschiedliche Metalle können korrodieren, wenn beispielsweise Kondenswasser aus der Luft in ihre Verbindung gelangt. Verschiedene Metalle haben unterschiedliche Redoxpotentiale und an der Verbindungsstelle der Metalle entsteht tatsächlich eine galvanische Zelle. In diesem Fall beginnt sich das Metall mit niedrigerem Potential aufzulösen in diesem Fall, korrodieren. Dies zeigt sich an Schweißnähten, rund um Nieten und Bolzen.

Zum Schutz vor dieser Art von Korrosion wird beispielsweise eine Verzinkung eingesetzt. In einem Metall-Zink-Paar muss Zink korrodieren, aber wenn Zink korrodiert, bildet sich ein Oxidfilm, der den Korrosionsprozess stark verlangsamt.

Chemische Korrosion

Wenn die Oberfläche des Metalls mit einer korrosiven Umgebung in Kontakt kommt und keine elektrochemischen Prozesse stattfinden, dann kommt es zu den sogenannten. chemische Korrosion. Zum Beispiel die Bildung von Ablagerungen bei der Wechselwirkung von Metallen mit Sauerstoff während hohe Temperaturen Oh.

Korrosionsschutz

Obwohl Schiffe mit verrottenden Truhen auf dem Meeresgrund nicht so schädlich für die Umwelt sind, verursacht Metallkorrosion jedes Jahr große Verluste für die Menschen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass es seit langem verschiedene Methoden gibt, Metalle vor Korrosion zu schützen.

Es gibt drei Arten von Korrosionsschutz:

Konstruktionsmethode umfasst die Verwendung von Metalllegierungen, Gummidichtungen usw.

Aktive Methoden zur Korrosionsbekämpfung zielen darauf ab, die Struktur der elektrischen Doppelschicht zu verändern. Es wird eine permanente Überlagerung angewendet elektrisches Feld Quelle verwenden Gleichstrom, wird die Spannung so gewählt, dass das Elektrodenpotential des geschützten Metalls erhöht wird. Eine andere Methode besteht darin, eine Opferanode zu verwenden, ein aktiveres Material, das zerstört wird und so das zu schützende Produkt schützt.

Passiver Korrosionsschutz- Dies ist die Verwendung von Emails, Lacken, Verzinkungen usw. Das Beschichten von Metallen mit Emails und Lacken zielt darauf ab, Metalle von der Umgebung zu isolieren: Luft, Wasser, Säuren usw. Das Galvanisieren (wie auch andere Arten des Spritzens) zusätzlich zur physischen Isolierung von der äußeren Umgebung, auch wenn seine Schicht beschädigt ist keine Metallkorrosion entstehen lassen, d.h. .To. Zink korrodiert leichter als Eisen (siehe „Elektrochemische Korrosion“ oben im Text).

Sie können Schutzbeschichtungen auf Metall auftragen verschiedene Wege. Die Verzinkung kann in einer Warmhalle oder in einer Kalthalle mittels thermischem Spritzen durchgeführt werden. Das Lackieren mit Emails kann durch Sprühen, Rollen oder Pinsel erfolgen.

Der Vorbereitung der Oberfläche für das Aufbringen einer Schutzbeschichtung muss große Aufmerksamkeit gewidmet werden. Der Erfolg des gesamten Maßnahmenpakets zum Korrosionsschutz hängt maßgeblich davon ab, wie gut die Metalloberfläche gereinigt wird.

Im Laufe von mehreren Hundert Jahren hat die Menschheit eine große Vielfalt an Technologien um sich herum aufgebaut. Der Beginn einer solch weitreichenden Entwicklung war jedoch die Zeit, als die Menschen lernten, Metall abzubauen und zu verarbeiten. Dank seiner Eigenschaften wurde es möglich, große technologische Höhen zu erreichen und Fahrzeuge zu bauen, die einen Menschen ans andere Ende der Welt bringen könnten, sowie Waffen, um sich selbst zu schützen. Aber mittlerweile hat die Technologie ein solches Niveau erreicht, dass einige Mechanismen andere hervorbringen.

Obwohl Metall im Mittelpunkt aller (oder fast aller) Technologien steht, ist es nicht das perfekteste Material. Mit der Zeit und der Einwirkung der Umwelt kann es rosten. Dieses Phänomen schädigt dieses Material stärker und beeinträchtigt dadurch die Funktionsfähigkeit der Geräte, was oft zu einem Unfall oder einer Katastrophe führen kann. In diesem Artikel erfahren Sie alles über das Rosten von Stahl, wie dieser Prozess abläuft und was Sie tun können, um ihn zu vermeiden (oder zu beheben).

Was ist Rost?

Als „Rost“ bezeichnet man jede Art der Zerstörung dieses Materials im Alltag. Genauer gesagt handelt es sich dabei um die Rötungen, die sich nach der Reaktion mit Sauerstoff auf dem Metall bilden. Oxidation wirkt sich nachteilig auf dieses Material aus, indem es es spröde macht, seine Kanten lockert und seine Härte sowie seine Leistungseigenschaften verringert.

Daher verwenden viele Fabriken unterschiedliche Zusammensetzungen, um die Reibung zu reduzieren, vor Korrosion und anderen negativen Umwelteinflüssen zu schützen. Mehr dazu etwas später. Um zum Schutz vor solchen Auswirkungen überzugehen, sollten Sie sich ein wenig darüber im Klaren sein, wie sich „Verrottung“ auf Stahl auswirkt und wie sein Kristallgitter ihn abtötet.

Natürliche Zerstörung kann vielfältige Schäden verursachen:

• Vollständiger Schaden;
• Verletzung der Dichte des Kristallgitters;
• Selektiver Schaden;
• Untergrund.

Abhängig von der Art des Schadens kann dieser akzeptiert werden verschiedene Methoden Kampf gegen Korrosion. Jeder der möglichen Schäden ist auf seine Weise schädlich und in verschiedenen Bereichen der Technik und Produktion nicht akzeptabel. Im Energiesektor ist eine solche Zerstörung grundsätzlich inakzeptabel (dies kann zu Gaslecks, Strahlungsausbreitung usw. führen).

Video darüber, was Rost ist und wie man sich davor schützt:

Auswirkungen von Rost

Um wirksam Mechanismen auszuwählen, die der Zerstörung der Metallstruktur entgegenwirken, ist es notwendig zu verstehen, wie das Rosten selbst funktioniert. Es gibt zwei Arten: chemische und elektrochemische.

Der erste – chemische – umfasst den Prozess, bei dem der Rand einer Probe allein durch den Einfluss der Umgebung (meistens durch Gase) zerstört wird. Diese Art von Rost bildet sich auf Metall über einen sehr langen Zeitraum. lange Zeit, und ist normalerweise recht leicht zu vermeiden. Das Teil muss gereinigt und mit Korrosionsschutzbeschichtungen (Farben, Lacke usw.) versehen werden.

Darüber hinaus findet dieser Prozess der Eisenzersetzung in feuchten, nassen Umgebungen sowie bei Kontakt mit Eisen statt organische Substanzen, wie zum Beispiel Öl. Letzterer Fall ist besonders zu berücksichtigen, da Rost auf Bohrinseln nicht akzeptabel ist.

Elektrochemische Korrosion ist seltener und tritt in Elektrolyten auf. Nur kommt es in diesem Fall nicht auf die Umgebung an, sondern auf den Strom, der durch die Elektrifizierung entsteht. Dadurch wird das Metall und seine Oberfläche (größtenteils) zerstört. Daher ist es leicht an der bröckeligen Oberfläche des Metalls zu erkennen.

Um Metall vor Rost zu schützen, müssen Sie alle diese Merkmale berücksichtigen.

Wie schafft man den richtigen Schutz?

Metallkorrosion und Schutzmethoden sind eng miteinander verbunden. Daher können alle Schutzprozesse nur in zwei Gruppen unterteilt werden: die Verbesserung des Metalls während der Produktion und die Anwendung des Schutzes während des Betriebs. Die erste umfasst Änderungen in der chemischen Zusammensetzung, die das Teil widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse machen. Solche Geräte oder Gegenstände benötigen keinen zusätzlichen Schutz.

Die zweite Schutzgruppe umfasst verschiedene Beschichtungen und Isolierungen des Arbeitsprozesses. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Zerstörung zu vermeiden: Vermeiden Sie die Umgebung, die sie hervorruft, oder fügen Sie etwas hinzu, das dazu beiträgt, die Ausbreitung von Metallschäden zu verhindern, unabhängig von der Umgebung und der Umgebung. Zu Hause ist nur die zweite Option möglich, da eine Person ohne spezielle Ausrüstung, Herd usw. einfach keinen Einfluss auf das fertige Produkt haben kann.

So bereiten Sie sich auf Rost vor

Bei der Herstellung von Metallprodukten gibt es zwei Möglichkeiten, Korrosion zu beseitigen oder deren Auftreten zu minimieren. Dazu werden der Struktur Stoffe (Zink, Kupfer etc.) zugesetzt, die gegen Gase und andere negative Reizstoffe beständig sind. Oft kann man auch den gegenteiligen Effekt feststellen.

Wie bereits erwähnt, gibt es eine Art von Korrosion, die als selektiv bezeichnet wird. Es zerstört bestimmte Elemente im Elementlager. Wie Sie wissen, besteht ein Metall aus verschiedenen Atomen, die Elemente bilden, von denen jedes in unterschiedlichem Maße anfällig ist negative Auswirkungen. Bei Eisen handelt es sich beispielsweise um Schwefel. Damit ein Teil aus diesem Material möglichst lange hält, wird Schwefel aus seiner chemischen Zusammensetzung entfernt, wodurch die selektive Trennung der Struktur beginnt. Zu Hause ist eine so zuverlässige Methode nicht möglich.

Ein weiterer Korrosionsschutz kann bei der Produktion erfolgen. Bei der Produktion werden spezielle Beschichtungen aufgetragen, die die Oberfläche vor äußeren Schäden durch chemische Reaktionen schützen. Die dabei verwendeten Baumaterialien sind nur in der Produktion zu finden, da sie im öffentlichen Bereich kaum zu erwerben sind. Darüber hinaus wird ein solcher Auftrag häufig auf automatischen Linien durchgeführt, was die Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Beschichtung des Materials erhöht.

Unabhängig davon, wie das Metall verbessert wird, ist dieses Material jedoch immer noch dem Unterdruck von Feuchtigkeit, Luft und verschiedenen Gasen ausgesetzt und wird während des Betriebs beschädigt. Daher ist ein Korrosionsschutz erforderlich, der es nicht nur beeinträchtigt, sondern auch vor der Außenwelt schützt.

Sauerstoff hat großen Einfluss auf die Ausbreitung von Rost. Der Schutz von Metallen vor Korrosion verlangsamt auch die Ausbreitung eines solchen negativen Phänomens und verhindert es nicht nur. Dazu werden spezielle Moleküle – Inhibitoren – in die Struktur der Umgebung eingebracht, die durch das Eindringen in die Oberfläche des Metalls eine Art Schutzschild für dieses bilden.

Häufig wird auch eine Korrosionsschutzfolie verwendet, die aufgebracht werden kann verschiedene Wege. Der einfachste (und zuverlässigste) Weg ist jedoch das Aufsprühen. Sie verwenden verschiedene Polymermaterialien, Farben, Emails und dergleichen. Außerdem umhüllen sie das Teil und schränken den Zugriff darauf aus einer zerstörerischen Umgebung ein. Der Kampf gegen Metallkorrosion kann trotz der Ähnlichkeit im Verfahren sehr vielfältig sein. Dieser chemische Prozess ist unvermeidlich und erreicht fast immer sein Ziel. Deshalb wird so viel Aufwand in die Vermeidung von Korrosion gesteckt. Vor diesem Hintergrund können Schutzmethoden kombiniert werden.

Dies sind die wichtigsten Schutzmethoden. Sie sind wegen ihrer Einfachheit, Zuverlässigkeit und Bequemlichkeit beliebt. Dazu gehört auch die Beschichtung mit Lacken und Emails, dazu aber weiter unten mehr.

So schmieren die Arbeiter das Produkt beispielsweise vor dem Auftragen von Farbe oder Emaille mit einer Grundierung, damit die Farbe besser auf der Oberfläche „liegt“ und keine Feuchtigkeit zwischen ihr und dem Produkt verbleibt (die die Grundierung aufnimmt). Diese Methoden zum Schutz von Metallen vor Korrosion werden in der Produktion nicht immer angewendet. Selbstgemachte Werkzeuge reichen völlig aus, um solche Operationen selbst durchzuführen.

Korrosionsschutz ist manchmal recht ungewöhnlich. Zum Beispiel, wenn ein Metall durch ein anderes geschützt wird. Auf diese Technik wird häufig zurückgegriffen, wenn die chemische Legierung nicht geändert werden kann. Seine Oberfläche ist mit einem anderen Material bedeckt, das mit Einschlüssen von Elementen gefüllt ist, die gegen korrosive Einflüsse beständig sind. Diese sogenannte Korrosionsschutzschicht trägt dazu bei, die Oberfläche des empfindlicheren Materials sehr zuverlässig zu schützen. Beispielsweise kann die Beschichtung aus Chrom bestehen.

Dazu gehört auch der schützende Schutz von Metallen vor Korrosion. In diesem Fall ist die geschützte Oberfläche mit einem Metall bedeckt, das eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist (was eine der Hauptursachen für Korrosion ist). Dies gilt jedoch, wenn der Kontakt mit der Umwelt minimiert wird. Daher wird ein solcher Schutz von Metallen vor Rost und anderen gefährlichen chemischen Prozessen beispielsweise in Kombination mit Inhibitoren eingesetzt.

Solche Schutzmethoden dienen der Vermeidung mechanischer Belastungen. Es ist schwer zu sagen, wie Metall am zuverlässigsten geschützt werden kann. Jede Methode kann ihre eigenen positiven Ergebnisse liefern.

Wie erreicht man eine qualitativ hochwertige Abdeckung?

Es liegt nicht immer in der Verantwortung der Hersteller, Metalle vor Korrosion zu schützen. Oftmals muss man sich um ein solches Produkt selbst kümmern. Die beste Möglichkeit, die Haltbarkeit des Teils zu verbessern, ist das Auftragen einer Beschichtung.

Zunächst muss es völlig sauber sein. „Schmutz“ umfasst:

• Restliches Öl
• Oxide

Sie müssen ordnungsgemäß und vollständig beseitigt werden. Sie müssen beispielsweise eine spezielle Flüssigkeit auf Alkohol- oder Benzinbasis einnehmen, damit das Wasser die Struktur nicht weiter beschädigt. Darüber hinaus kann Feuchtigkeit auf der Oberfläche verbleiben und die darauf aufgetragene Farbe wird ihre Funktion einfach nicht erfüllen.

In einer geschlossenen Umgebung (zwischen der Oberfläche und dem Lack) entwickelt sich die Eisenkorrosion noch aktiver, so dass ein solcher Korrosionsschutz dem Metall eher schadet als hilft. Daher ist es wichtig, auch Feuchtigkeit zu vermeiden. Nachdem Sie den Schmutz entfernt haben, müssen Sie ihn trocknen.

Anschließend kann die erforderliche Beschichtung aufgetragen werden. Aber immer noch das Der beste Weg Rostschutz zu Hause. Obwohl die Methoden zum Schutz von Metallen vor Korrosion unterschiedlich sein können, sollten Sie immer bedenken, dass eine falsche Verwendung zu Problemen führen kann. Deshalb muss man sich nichts Außergewöhnliches einfallen lassen, sondern greift besser auf bereits bewährte und zuverlässige Methoden zum Schutz von Metallen vor Korrosion zurück.

Erwähnenswert ist auch, dass die Oberfläche des Geräts auf verschiedene Arten behandelt werden kann:

• Chemisch
• Elektrochemisch
• Mechanisch

Der letzte ist der meiste einfache Methode wie man Korrosion stoppt. Die ersten beiden Punkte der Liste stellen technisch komplexere Prozesse dar, die den Korrosionsschutz zuverlässiger machen. Schließlich entfetten sie das Metall, was das Auftragen einer Schutzschicht erleichtert. Bis zur Beschichtung sollten nicht mehr als 6-7 Stunden vergehen, da während dieser Zeit durch den Kontakt mit dem Medium das vorherige Ergebnis vor der Behandlung „wiederhergestellt“ wird.

Der Korrosionsschutz muss größtenteils im Werk und während der Produktion erfolgen. Aber Sie müssen sich nicht allein darauf verlassen. Ein Hausmittel gegen Korrosion kann auch nicht schaden.

Ist es möglich, Korrosion für immer loszuwerden?

Trotz der Einfachheit der Antwort muss sie detailliert sein. Korrosion und Korrosionsschutz von Metallen können nicht voneinander getrennt werden, da sie auf der chemischen Zusammensetzung sowohl des Produkts selbst als auch seines Produkts basieren umgebende Atmosphäre. Nicht umsonst basieren Methoden zur Korrosionsbekämpfung genau auf diesen Indikatoren. Sie entfernen entweder „schwache“ Partikel des Kristallgitters (oder fügen ihm zuverlässigere Einschlüsse hinzu) oder helfen, die Oberfläche des Produkts vor Gasen und äußeren Einflüssen zu „verstecken“.

Korrosionsschutz ist nichts Besonderes. Es basiert auf der einfachen Chemie und den Gesetzen der Physik, die auch darauf hinweisen, dass es unmöglich ist, Prozesse bei der Wechselwirkung von Elementen zu vermeiden. Ein Korrosionsschutz verringert die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ergebnisses, erhöht die Haltbarkeit des Metalls, schützt es jedoch nicht vollständig. Was auch immer es ist, es muss immer noch aktualisiert, verbessert und kombiniert und verwendet werden zusätzliche Möglichkeiten Schutz von Metallen vor Korrosion.

Man kann sagen, wie man Korrosion verhindern kann, aber es lohnt sich nicht, dafür zu sorgen, dass Eisen überhaupt nicht davon betroffen ist. Die Beschichtung kann auch sein zerstörerische Kraft in die umgebende Welt, und wenn dies nicht überwacht wird, gelangen Gase und Feuchtigkeit an die geschützte Oberfläche, die sich darunter verbirgt. Korrosion und Schutz von Metallen sind äußerst wichtig (sowohl in der Produktion als auch im Betrieb), müssen aber auch mit Bedacht behandelt werden.

Korrosion– ein spontaner Prozess und verläuft dementsprechend mit einer Abnahme der Gibbs-Energie des Systems. Die chemische Energie der Reaktion der korrosiven Zerstörung von Metallen wird in Form von Wärme freigesetzt und an den umgebenden Raum abgegeben.

Korrosion führt zu großen Verlusten durch die Zerstörung von Rohrleitungen, Tanks, Metallteilen von Maschinen, Schiffsrümpfen, Offshore-Strukturen usw. Irreversible Metallverluste durch Korrosion belaufen sich auf 15 % ihrer Jahresproduktion. Das Ziel des Korrosionsschutzes besteht darin, Metallressourcen zu schonen, deren Vorräte weltweit begrenzt sind. Das Studium der Korrosion und die Entwicklung von Methoden zum Schutz von Metallen davor sind von theoretischem Interesse und von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Typische Beispiele für Korrosion sind das Rosten von Eisen an der Luft, die Bildung von Kesselstein bei hohen Temperaturen und die Auflösung von Metallen in Säuren. Durch Korrosion verschlechtern sich viele Eigenschaften von Metallen: Festigkeit und Duktilität nehmen ab, die Reibung zwischen beweglichen Maschinenteilen nimmt zu und die Abmessungen der Teile verändern sich. Es gibt chemische und elektrochemische Korrosion.

Chemisch, Korrosion– Zerstörung von Metallen durch Oxidation in trockenen Gasen, in Lösungen von Nichtelektrolyten. Zum Beispiel die Bildung von Zunder auf Eisen bei hohen Temperaturen. In diesem Fall verhindern die auf dem Metall gebildeten Oxidfilme häufig eine weitere Oxidation und verhindern so ein weiteres Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten zur Metalloberfläche.

Elektrochemische Korrosion bezeichnet die Zerstörung von Metallen unter Einwirkung entstehender galvanischer Paare in Gegenwart von Wasser oder einem anderen Elektrolyten. In diesem Fall findet neben dem chemischen Prozess – der Übertragung von Elektronen durch Metalle – auch ein elektrischer Prozess statt – die Übertragung von Elektronen von einem Ort zum anderen.

Diese Art der Korrosion wird unterteilt in einzelne Arten: Atmosphäre, Boden, Korrosion unter dem Einfluss von „Streustrom“ usw.

Elektrochemische Korrosion wird durch im Metall enthaltene Verunreinigungen oder die Heterogenität seiner Oberfläche verursacht. Wenn in diesen Fällen ein Metall mit einem Elektrolyten in Kontakt kommt, bei dem es sich um an der Luft adsorbierte Feuchtigkeit handeln kann, erscheinen auf seiner Oberfläche viele mikrogalvanische Elemente . Anoden sind Metallpartikel, Kathoden– Verunreinigungen und Metallbereiche, die ein positiveres Elektrodenpotential haben. Die Anode löst sich auf und an der Kathode wird Wasserstoff freigesetzt. Gleichzeitig ist an der Kathode der Prozess der Reduktion des im Elektrolyten gelösten Sauerstoffs möglich. Folglich hängt die Art des kathodischen Prozesses von bestimmten Bedingungen ab:

saure Umgebung: 2H + + 2ē = H 2 (Wasserstoffdepolarisation),

О 2 + 4Н + + 4ē → 2Н 2 О

neutrale Umgebung: O 2 +2H 2 O+4e − =4OH − (Sauerstoffdepolarisation).

Betrachten Sie als Beispiel atmosphärische Korrosion Eisen in Kontakt mit Zinn. Die Wechselwirkung von Metallen mit einem sauerstoffhaltigen Wassertropfen führt zur Entstehung einer mikrogalvanischen Zelle, deren Kreislauf die Form hat

(-)Fe|Fe 2+ || O 2 , H 2 O| Sn (+).

Das aktivere Metall (Fe) wird oxidiert, gibt Elektronen an Kupferatome ab und geht in Form von Ionen (Fe 2+) in Lösung. An der Kathode findet eine Sauerstoffdepolarisation statt.

Methoden zum Schutz vor Korrosion. Alle Methoden des Korrosionsschutzes lassen sich in zwei große Gruppen einteilen: nicht elektrochemisch(Legierung von Metallen, Schutzbeschichtungen, Veränderung der Eigenschaften einer korrosiven Umgebung, rationelles Design von Produkten) und elektrochemisch(Projektmethode, kathodischer Schutz, anodischer Schutz).

Metalllegierung ist eine wirksame, wenn auch teure Methode zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen, bei der Komponenten in die Legierung eingebracht werden, die eine Passivierung des Metalls bewirken. Als solche Komponenten werden Chrom, Nickel, Titan, Wolfram usw. verwendet.

Schutzbeschichtungen– Dabei handelt es sich um künstlich erzeugte Schichten auf der Oberfläche von Metallprodukten und -konstruktionen. Die Wahl der Beschichtungsart hängt von den Einsatzbedingungen des Metalls ab.

Materialien für Metall Schutzbeschichtungen können reine Metalle sein: Zink, Cadmium, Aluminium, Nickel, Kupfer, Zinn, Chrom, Silber und deren Legierungen: Bronze, Messing usw. Je nach Art des Verhaltens von Metallbeschichtungen während der Korrosion können sie unterteilt werden in Kathode(zum Beispiel auf Stahl Cu, Ni, Ag) und anodisch(Zink auf Stahl). Kathodische Beschichtungen können Metall nur dann vor Korrosion schützen, wenn die Beschichtung keine Poren oder Beschädigungen aufweist. Bei einer anodischen Beschichtung fungiert das geschützte Metall als Kathode und korrodiert daher nicht. Die Potenziale von Metallen hängen jedoch von der Zusammensetzung der Lösungen ab. Wenn sich daher die Zusammensetzung der Lösung ändert, kann sich auch die Art der Beschichtung ändern. Somit ist die Beschichtung von Stahl mit Zinn in einer Lösung von H 2 SO 4 kathodisch und in einer Lösung organischer Säuren anodisch.

Nichtmetallischer Schutz Beschichtungen können entweder anorganisch oder organisch sein. Die Schutzwirkung solcher Beschichtungen beschränkt sich hauptsächlich auf die Isolierung des Metalls von der Umgebung.

Elektrochemische Schutzmethode basierend auf der Hemmung anodischer oder kathodischer Reaktionen des Korrosionsprozesses. Der elektrochemische Schutz erfolgt durch die Verbindung eines Metalls mit mehr negativer Wert Elektrodenpotential - treten.

Das Wort Korrosion kommt vom lateinischen corrodere. Es bedeutet wörtlich „korrodieren“. Die häufigste Art von Korrosion ist Metall. Es gibt jedoch Fälle, in denen auch Produkte aus anderen Materialien unter Korrosion leiden. Steine, Kunststoff und sogar Holz sind dafür anfällig. Heutzutage sind Menschen immer häufiger mit dem Problem der Korrosion von Baudenkmälern aus Marmor und anderen Materialien konfrontiert. Daraus können wir schließen, dass ein Prozess wie Korrosion eine Zerstörung unter dem Einfluss der Umwelt bedeutet

Ursachen für Metallkorrosion

Korrosionsanfällig Großer Teil Metalle Dieser Prozess ist ihre Oxidation. Dies führt zu ihrer Zersetzung in Oxide. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird Korrosion als Rost bezeichnet. Es ist ein fein gemahlenes hellbraunes Pulver. Auf vielen Metallarten entsteht während des Oxidationsprozesses eine besondere Zusammensetzung in Form eines mit ihnen verbundenen Oxidfilms. Es hat eine dichte Struktur, wodurch Sauerstoff aus Luft und Wasser nicht in die tiefen Metallschichten eindringen und dort weiter zerstört werden kann.

Aluminium gehört zur Kategorie der sehr aktiven Metalle. Theoretisch sollte es sich bei Kontakt mit Luft oder Wasser leicht spalten. Bei Korrosion bildet sich jedoch ein spezieller Film darauf, der seine Struktur verdichtet und den Prozess der Rostbildung nahezu unmöglich macht.

Tabelle 1. Metallkompatibilität

		Magnesium	Zink	Aluminium	Cadmium	Führen	Zinn	Kupfer
Magnesium	Niedrig		MIT	MIT	MIT	MIT	MIT	MIT
	Hoch		U	U	U		MIT	MIT
Zink	Niedrig	U		U	U	MIT	MIT	MIT
	Hoch	N		N	N	N	N	N
Aluminium	Niedrig	U	N		N	MIT		MIT
	Hoch	N	U		N	MIT	MIT	MIT
Cadmium	Niedrig	N	N	N		MIT	MIT	MIT
	Hoch	U	N	N		N	N	N
Kohlenstoffstahl	Niedrig	N	N	N	N	MIT	MIT	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N	N	N
Niedriglegierter Stahl	Niedrig	N	N	N	N	MIT	MIT	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N	N	N
Stahlguss	Niedrig	N	N	N	N	MIT	MIT	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N	N
Verchromter Stahl	Niedrig	N	N	N	N	U	U	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N	N
Führen	Niedrig	N	N	N	N		N	N
	Hoch	N	N	N	N		N
Zinn	Niedrig	N	N	N	N	N
	Hoch	N	N	N	N	N
Kupfer	Niedrig	N	N	N	N	U	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N	U
Edelstahl	Niedrig	N	N	N	N	N	N
	Hoch	N	N	N	N	U	U	N
In Spalte 1 der Tabelle werden Metalle aufgeführt, die einer Korrosion mit den in den übrigen Spalten der Tabelle angegebenen Metallen unterliegen oder nicht unterliegen, sowie das Verhältnis des Verhältnisses der Flächen des in Spalte 1 angegebenen Metalls zu den Metallen in den übrigen Spalten von Der Tisch. Die Kurzbezeichnung S, U, N in der Tabelle bedeutet:

Tabelle 2. Kompatibilität von Stahl mit Metallen

Metalle, für die in der Tabelle Daten zu ihrer Korrosionsanfälligkeit aufgeführt sind	Verhältnis der Metallfläche zur Tabelle anderer Metalle	Kohlenstoffstahl	Niedriglegierter Stahl	Stahlguss	Verchromter Stahl	Edelstahl
Magnesium	Niedrig	MIT	MIT	MIT	MIT	MIT
	Hoch	MIT	MIT	MIT	MIT	MIT
Zink	Niedrig	MIT	MIT	MIT	MIT	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N
Aluminium	Niedrig	U		MIT		MIT
	Hoch	N	N	U	U	U
Cadmium	Niedrig	MIT	MIT	MIT	MIT	MIT
	Hoch	N	N	N	N	N
Kohlenstoffstahl	Niedrig		U	MIT	MIT	MIT
	Hoch		N	N	N	N
Niedriglegierter Stahl	Niedrig	N		N	MIT	MIT
	Hoch	N		N	N	N
Stahlguss	Niedrig	N	U		MIT	MIT
	Hoch	N	N		N
Verchromter Stahl	Niedrig	N	N	N		MIT
	Hoch	N	N	N		N
Führen	Niedrig	N	N	N	N
	Hoch	N	N	U	N	N
Zinn	Niedrig	N	N		N
	Hoch	N	N	N	U
Kupfer	Niedrig	N	N		U
	Hoch	N	N	N		N
Edelstahl	Niedrig		N	N
	Hoch	N	N	N	U
In Spalte 1 der Tabelle werden Metalle aufgeführt, die einer Korrosion mit den in den übrigen Spalten der Tabelle angegebenen Metallen unterliegen oder nicht unterliegen, sowie das Verhältnis des Verhältnisses der Flächen des in Spalte 1 angegebenen Metalls zu den Metallen in den übrigen Spalten von Der Tisch. Die Kurzbezeichnung S, U, N in der Tabelle bedeutet: C – schwere und schnelle Metallkorrosion; U – mäßige Metallkorrosion; N – Unbedeutende oder vernachlässigbare Metallkorrosion

Arten von Metallkorrosion

Komplette Korrosion

Die am wenigsten gefährliche Sache für verschiedene Metallgegenstände ist die vollständige Korrosion. Es ist insbesondere dann ungefährlich, wenn die Beschädigung von Geräten und Anlagen keine Auswirkungen hat technische Standards deren weitere Verwendung. Die Folgen dieser Art von Korrosion lassen sich leicht vorhersagen und die Ausrüstung entsprechend anpassen.

Lokale Korrosion

Die größte Gefahr besteht heimische Arten Korrosion. In diesem Fall ist der Metallverlust nicht groß, es kommt jedoch zu einer Beschädigung des Metalls, die zum Ausfall des Produkts oder der Ausrüstung führt. Diese Art von Korrosion tritt bei Produkten auf, die mit Meerwasser oder Salzen in Kontakt kommen. Dieses Auftreten von Rost führt dazu, dass die Oberfläche der Metallbasis teilweise korrodiert und die Struktur ihre Zuverlässigkeit verliert.

An Orten, an denen Natriumchlorid verwendet wird, treten zahlreiche Probleme auf. Dieser Stoff wird zur Entfernung von Schnee und Eis auf Straßen in städtischen Gebieten eingesetzt. Diese Art von Salz führt dazu, dass sie sich in eine Flüssigkeit verwandeln, die bereits mit Salzen verdünnt in städtische Rohrleitungen gelangt. In diesem Fall schadet es nicht, Metalle vor Korrosion zu schützen. Alle unterirdischen Verbindungen beginnen zusammenzubrechen, wenn Wasser und Salze eindringen. In den Vereinigten Staaten von Amerika wird dies pro Jahr geschätzt Reparatur Im Bereich der Straßenkommunikation werden rund zwei Milliarden Dollar ausgegeben. Aufgrund der geringen Kosten sind die Versorgungsunternehmen jedoch noch nicht bereit, auf diese Art von Salz für die Behandlung von Straßenoberflächen zu verzichten.

Methoden zum Schutz von Metallen vor Korrosion

Seit der Antike versucht der Mensch, Metalle vor Korrosion zu schützen. Ständige Niederschläge machten Metallprodukte unbrauchbar. Deshalb wurden sie mit verschiedenen fetten Ölen geschmiert. Dann begannen sie, zu diesem Zweck Beschichtungen aus anderen Metallen zu verwenden, die nicht rosten.

Moderne Chemiker studieren alles sorgfältig mögliche Methoden Bekämpfung von Metallkorrosion. Sie schaffen Sonderlösungen. Es werden Methoden entwickelt, um das Korrosionsrisiko von Metallen zu verringern. Ein Beispiel wäre ein Material wie Edelstahl. Für seine Herstellung wurde Eisen verwendet, ergänzt durch Kobalt, Nickel, Chrom und andere Elemente. Mit Hilfe der hinzugefügten Elemente war es möglich, ein Metall zu schaffen, auf dem mehr steckt lange Zeit Es bilden sich keine Rostablagerungen.

Für die Wache verschiedene Metalle Gegen Korrosion wurden verschiedene Substanzen entwickelt, die aktiv eingesetzt werden moderne Industrie. Lacke und Farben werden heute aktiv eingesetzt. Sie sind die kostengünstigste Möglichkeit, Metallprodukte vor Rost zu schützen. Sie bilden eine Barriere dafür, dass Wasser oder Luft das Metall selbst erreichen können. Dadurch können Sie das Auftreten von Korrosion vorübergehend verzögern. Beim Auftragen von Farbe oder Lack sollten Sie die Schichtdicke und die Oberfläche des Materials berücksichtigen. Um das beste Ergebnis zu erzielen, sollte die Beschichtung von Metallen gegen Korrosion in einer gleichmäßigen und dichten Schicht erfolgen.

Chemische Korrosion von Metallen

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Korrosion:

• chemisch,
• elektrochemisch.

Unter chemischer Korrosion versteht man die Bildung von Rost unter bestimmten Bedingungen. In industriellen Umgebungen kommt es nicht selten vor, dass diese Art von Korrosion auftritt. Immerhin auf zahlreichen moderne Unternehmen Bevor daraus Produkte hergestellt werden, werden Metalle erhitzt, was zur Bildung eines Prozesses wie einer beschleunigten chemischen Korrosion des Metalls führt. Dabei entsteht Kalk, der durch die Reaktion auf die Rostbildung beim Erhitzen entsteht.

Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass modernes Eisen deutlich anfälliger für Rost ist. Es beinhaltet große Menge Schwefel. Es erscheint im Metall aufgrund der Tatsache, dass es während des Bergbaus auftritt Eisenerze gebraucht Kohle. Der daraus entstehende Schwefel gelangt in das Eisen. Moderne Menschen Sie sind überrascht, dass die antiken Gegenstände dieses Metalls, die Archäologen bei Ausgrabungen finden, ihre äußeren Eigenschaften behalten. Dies liegt an der Tatsache, dass sie in der Antike verwendet wurden Holzkohle, das praktisch keinen Schwefel enthält, der in das Metall gelangen könnte.

Diese Metalle sind anfällig für Korrosion.

Es gibt verschiedene Arten von Metallen. Am häufigsten wird Eisen zur Herstellung von Gegenständen oder Gegenständen verwendet. Daraus werden zwanzigmal mehr Produkte und Gegenstände hergestellt als aus anderen Metallen zusammen. Dieses Metall wurde im späten 18. und frühen 19. Jahrhundert am aktivsten in der Industrie eingesetzt. In dieser Zeit wurde auch die erste Gusseisenbrücke gebaut. Das erste Seeschiff erschien, für dessen Herstellung Stahl verwendet wurde.

In der Natur kommen Eisennuggets in seltenen Fällen vor. Viele Menschen glauben, dass dieses Metall nicht irdisch ist, sondern als kosmisch oder Meteorit klassifiziert wird. Dieses ist am anfälligsten für Korrosion.

Es gibt auch andere Metalle, die korrosionsanfällig sind. Unter ihnen stechen Kupfer, Silber und Bronze hervor.

Video " Korrosion von Metallen, Methoden zum Schutz dagegen“

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Metalle werden seit prähistorischen Zeiten von Menschen verwendet und daraus hergestellte Produkte sind in unserem Leben weit verbreitet. Das am häufigsten vorkommende Metall ist Eisen und seine Legierungen. Leider sind sie anfällig für Korrosion bzw. Rostbildung – Zerstörung durch Oxidation. Durch rechtzeitigen Korrosionsschutz können Sie die Lebensdauer von Metallprodukten und -konstruktionen verlängern.

Arten von Korrosion

Wissenschaftler kämpfen seit langem gegen Korrosion und haben mehrere Haupttypen identifiziert:

• Atmosphärisch. Oxidation entsteht durch Kontakt mit Luftsauerstoff und darin enthaltenem Wasserdampf. Das Vorhandensein von Schadstoffen in der Luft in Form chemisch aktiver Substanzen beschleunigt die Rostbildung.
• Flüssig. Findet statt in aquatische Umgebung Im Wasser, insbesondere im Meerwasser, enthaltene Salze beschleunigen die Oxidation um ein Vielfaches.
• Boden. Anfällig für diesen Typ sind Produkte und Bauwerke, die sich im Boden befinden. Die chemische Zusammensetzung des Bodens, des Grundwassers und der Leckströme schaffen ein besonderes Umfeld für die Entwicklung chemischer Prozesse.

Basierend auf der Umgebung, in der das Produkt verwendet wird, werden geeignete Methoden zum Korrosionsschutz ausgewählt.

Typische Arten von Rostschäden

Folgende charakteristische Arten von Korrosionsschäden werden unterschieden:

• Die Oberfläche ist mit einer durchgehenden Rostschicht oder einzelnen Stücken bedeckt.
• Das Teil weist kleine Roststellen auf, die in die Dicke des Teils eindringen.
• In Form von tiefen Rissen.
• Einer der Bestandteile der Legierung ist oxidiert.
• Tiefe Penetration im gesamten Volumen.
• Kombiniert.

Aufgrund ihres Vorkommens werden sie auch unterteilt in:

• Chemisch. Chemische Reaktionen mit Wirkstoffen.
• Elektrochemisch. Bei Kontakt mit Elektrolytlösungen entsteht ein elektrischer Strom, unter dessen Einfluss die Elektronen der Metalle ersetzt werden und die kristalline Struktur unter Rostbildung zerstört wird.

Metallkorrosion und Methoden zum Schutz dagegen

Wissenschaftler und Ingenieure haben viele Möglichkeiten zum Schutz entwickelt Metallkonstruktionen vor Korrosion.

Korrosionsschutz von Industrie- und Gebäudestrukturen, verschiedene Arten Der Transport erfolgt industriell.

Sie sind oft recht komplex und teuer. Um Metallprodukte in Haushalten zu schützen, werden Haushaltsmethoden eingesetzt, die kostengünstiger sind und keine komplexen Technologien erfordern.

Industriell

Industrielle Methoden zum Schutz von Metallprodukten sind in mehrere Bereiche unterteilt:

• Passivierung. Beim Schmelzen von Stahl werden seiner Zusammensetzung Legierungszusätze wie Cr, Mo, Nb, Ni zugesetzt. Sie tragen zur Bildung eines dauerhaften und chemisch beständigen Oxidfilms auf der Oberfläche des Teils bei und verhindern so den Zugang aggressiver Gase und Flüssigkeiten zum Eisen.
• Schützende Metallbeschichtung. Auf die Oberfläche des Produkts wird eine dünne Schicht eines anderen Metallelements aufgetragen – Zn, Al, Co usw. Diese Schicht schützt das Eisen vor Rost.
• Elektrischer Schutz. Platten aus einem anderen Metallelement oder einer anderen Metalllegierung, sogenannte Anoden, werden neben dem zu schützenden Teil platziert. Ströme im Elektrolyten fließen durch diese Platten, nicht durch das Teil. So schützen sie Unterwasserteile von Schiffstransport- und Bohrplattformen.
• Inhibitoren. Spezielle Substanzen, die verlangsamen oder sogar stoppen chemische Reaktionen.
• Schutzlackierung.
• Wärmebehandlung.

Die in der Industrie eingesetzten Korrosionsschutzmethoden sind sehr vielfältig. Die Wahl einer bestimmten Korrosionsschutzmethode hängt von den Betriebsbedingungen der geschützten Struktur ab.

Haushalt

Haushaltsmethoden zum Schutz von Metallen vor Korrosion beschränken sich in der Regel auf das Auftragen schützender Farb- und Lackschichten. Ihre Zusammensetzung kann sehr vielfältig sein, darunter:

• Silikonharze;
• Polymermaterialien;
• Inhibitoren;
• kleine Metallspäne.

Eine separate Gruppe umfasst Rostumwandler – Verbindungen, die auf bereits von Korrosion betroffene Strukturen aufgetragen werden. Sie stellen Eisenoxide wieder her und verhindern eine erneute Korrosion. Konverter werden in folgende Typen unterteilt:

• Böden. Sie werden auf eine gereinigte Oberfläche aufgetragen und haben eine hohe Haftung. Sie enthalten hemmende Substanzen, wodurch Sie Decklack einsparen können.
• Stabilisatoren. Eisenoxide in andere Stoffe umwandeln.
• Konverter von Eisenoxiden in Salze.
• Öle und Harze, die Rostpartikel umhüllen und neutralisieren.

Bei der Auswahl von Grundierung und Farbe ist es besser, diese vom gleichen Hersteller zu beziehen. Auf diese Weise vermeiden Sie Probleme mit der Verträglichkeit von Farben und Lacken.

Schutzfarben für Metall

Von Temperaturbedingungen Die Verwendung von Farben wird in zwei große Gruppen unterteilt:

• konventionell, Einsatztemperatur bis 80 °C;
• hitzebeständig.

Basierend auf der Art der Bindemittelbasis sind die Farben:

• Alkyd;
• Acryl;
• Epoxidharz.

Farb- und Lackbeschichtungen für Metall haben folgende Vorteile:

• hochwertiger Oberflächenschutz gegen Korrosion;
• einfache Anwendung;
• schnell trocknend;
• viele verschiedene Farben;
• lange lebensdauer.

Hammerlacke erfreuen sich großer Beliebtheit, da sie nicht nur das Metall schützen, sondern auch für ein ästhetisches Erscheinungsbild sorgen. Für die Metallbearbeitung ist auch Silberlack üblich. Der Zusammensetzung wird Aluminiumpulver zugesetzt. Der Metallschutz entsteht durch die Bildung eines dünnen Aluminiumoxidfilms.

Zweikomponentige Epoxidmischungen weisen eine außergewöhnliche Beschichtungsfestigkeit auf und werden für hochbelastete Bauteile eingesetzt.

Metallschutz zu Hause

Um Metallprodukte zuverlässig vor Korrosion zu schützen, sollte die folgende Abfolge von Maßnahmen durchgeführt werden:

• Reinigen Sie die Oberfläche mit einer Drahtbürste oder Schleifpapier von Rost und alter Farbe.
• entfetten Sie die Oberfläche;
• sofort eine Schicht Grundierung auftragen;
• Nachdem die Grundierung getrocknet ist, tragen Sie zwei Schichten Grundfarbe auf.

Bei der Arbeit sollten Sie persönliche Schutzausrüstung verwenden:

• Handschuhe;
• Respirator;
• Brille oder ein transparenter Schild.

Methoden zum Schutz von Metallen vor Korrosion werden von Wissenschaftlern und Ingenieuren ständig verbessert.

Methoden zum Widerstand gegen Korrosionsprozesse

Nachfolgend sind die wichtigsten Methoden zur Korrosionsbekämpfung aufgeführt:

• Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Materialien gegen Oxidation durch Änderung ihrer chemischen Zusammensetzung;
• Isolierung der geschützten Oberfläche vor Kontakt mit aktiven Medien;
• Verringerung der Aktivität der das Produkt umgebenden Umgebung;
• elektrochemisch.

Die ersten beiden Methodengruppen werden bei der Herstellung der Struktur verwendet, die zweite während des Betriebs.

Methoden zur Widerstandserhöhung

Der Legierung werden Elemente zugesetzt, um ihre Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Solche Stähle werden Edelstähle genannt. Sie erfordern keine zusätzlichen Beschichtungen und sind ästhetisch ansprechend. Aussehen. Als Zusätze werden in bestimmten Anteilen Nickel, Chrom, Kupfer, Mangan und Kobalt verwendet.

Die Rostbeständigkeit von Werkstoffen wird auch dadurch erhöht, dass korrosionsbeschleunigende Bestandteile aus ihrer Zusammensetzung entfernt werden, beispielsweise Sauerstoff und Schwefel aus Stahllegierungen sowie Eisen aus Magnesium und Aluminium.

Reduzierung der Umweltaggressivität und elektrochemischer Schutz

Um Oxidationsprozesse zu unterdrücken Außenumgebung Es werden spezielle Verbindungen, sogenannte Inhibitoren, hinzugefügt. Sie verlangsamen chemische Reaktionen um ein Zehn- und Hundertfaches.

Elektrochemische Methoden laufen darauf hinaus, das elektrochemische Potenzial eines Materials durch Durchleiten eines elektrischen Stroms zu verändern. Dadurch verlangsamen sich Korrosionsprozesse stark oder kommen ganz zum Erliegen.

Filmschutz

Der Schutzfilm verhindert den Zugang von Wirkstoffmolekülen zu Metallmolekülen und beugt so Korrosionserscheinungen vor.

Filme werden aus Farben, Kunststoffen und Harzen gebildet. Farbbeschichtungen sind kostengünstig und einfach aufzutragen. Sie bedecken das Produkt in mehreren Schichten. Unter der Farbe wird eine Grundierungsschicht aufgetragen, die die Haftung auf der Oberfläche verbessert und es Ihnen ermöglicht, teurere Farbe einzusparen. Solche Beschichtungen halten 5 bis 10 Jahre. Als Grundierung wird manchmal eine Mischung aus Mangan- und Eisenphosphaten verwendet.

Schutzbeschichtungen werden auch aus dünnen Schichten anderer Metalle hergestellt: Zink, Chrom, Nickel. Sie werden im galvanischen Verfahren aufgebracht.

Die Beschichtung mit einem Metall mit einem höheren elektrochemischen Potenzial als das Grundmaterial wird als anodisch bezeichnet. Es schützt das Grundmaterial weiterhin und lenkt aktive Oxidationsmittel auch bei teilweiser Zerstörung ab. Beschichtungen mit geringerem Potenzial werden als kathodisch bezeichnet. Wird eine solche Beschichtung beschädigt, beschleunigt sie die Korrosion durch elektrochemische Prozesse.

Die Metallbeschichtung kann auch durch Aufspritzen im Plasmastrahl aufgebracht werden.

Es wird auch das gemeinsame Walzen von auf Plastizitätstemperatur erhitzten Grund- und Schutzblechen verwendet. Unter Druck kommt es zur gegenseitigen Diffusion von Elementmolekülen Kristallgitter einander und die Bildung eines Bimetallmaterials. Diese Methode wird als Verkleidung bezeichnet.