Виды и способы удаления коррозии металла

При всем многообразии по принципу действия известны два типа этих устройств: проточный и емкостной водонагреватель (он же аккумулирующий, то есть накопительный). Напомним основные конструктивные особенности и принципы действия водонагревателей для дома.

Основные типы атмосферной коррозии

Принято выделять три основных типа атмосферной коррозии: влажная, мокрая, сухая. Жидкая и мокрая, в силу способности проводить электрический ток, протекают по электрохимическим законам, а сухая по химическим.

  • Влажная глубокая коррозия металла будет протекать там, где на металле можно наблюдать тонкую влажную пленку. В зависимости от происходящего в окружающей среде, на пленке может образовываться конденсат, после чего начинается процесс коррозийного разрушения.
  • Мокрая коррозия начинается на поверхности хорошо увлажненной, при относительной влажности окружающей среды около 100%. Капли, образовавшиеся на поверхности, помогают коррозийному износу.
  • Сухая атмосферная коррозия менее агрессивна, потому что процесс разрушения протекает при малой влажности воздуха. Образовавшаяся на изделии пленка замедляет образование ржавчины.

Закорродировавший корабль

О видах коррозии

Всего существует несколько разновидностей коррозии металлических труб:

О видах коррозии
  • поверхностная, распространяющаяся по всей площади трубы;
  • местная, расположенная на отдельных участках;
  • щелевая, образовавшаяся в небольшой трещине.

Наиболее настораживает местная коррозия, так как основная масса повреждений происходит в результате ее появления. Развитие щелевой тоже распространено, но к существенным повреждениям материала она не приводит.

О видах коррозии

Процент вероятности возникновения коррозии в большую сторону отдается участкам труб, продолженных под железнодорожными переездами или под опорами линий воздушных электропередач. Скорость развития процесса коррозии колеблется от 3 до 30 мм в год.

О видах коррозии

Что такое химическая коррозия

Этот процесс возникает в неэлектропроводных средах. Ими могут оказаться газы, нефтепродукты и спиртовые соединения. При повышении температурных показателей скорость развития коррозии возрастает. Ржавчина может образовываться на цветных или черных металлах. Алюминиевые изделия под влиянием коррозионных факторов покрываются тонкой пленкой, которая после обеспечивает систему защиты и создает препятствие развитию окислительного процесса.

О видах коррозии

Медь под влиянием этого вида коррозии начинает зеленеть, при этом образованная пленка из оксида во влажной среде не всегда способствует созданию защитного барьера от ржавчины, а только в порядке исключения, когда структура металла одинакова со структурой пленки.

О видах коррозии

Сплавы могут быть восприимчивы к иному виду ржавчины, то есть присутствуют элементы, не подверженные окислению, а напротив, они восстановленные. К примеру, при повышенных температурных характеристиках и повышенном давлении восстанавливаются карбиды, но, опять же, утрачиваются нужные качества.

О видах коррозии

Об электрохимической коррозии

Утверждение о том, что электрохимическая коррозия достигается только при контактировании металлической поверхности с электролитом, ошибочно. Хватает тонкой пленки на основании материала, чтобы образовалась коррозия. Причиной этого вида ржавчины является использование поваренной или технической солей. К, примеру, если производится посыпка снега на дорогах, то страдают машины и проложенные под землей трубопроводы.

О видах коррозии

Процесс этого происхождения заключается в следующем:

О видах коррозии
  • В соединениях металлических конструкций теряются отчасти атомы, осуществляется их переход в электролитический раствор, то есть происходит образование ионов. Замещают электроны атомы, они заряжают материал отрицательными зарядами, при этом накапливаются положительные заряды в электролите.
  • Электрохимическую коррозию также вызывают блуждающие токи, которые при утечке из электроцепи уходят в растворы воды или в грунт, а после в саму структуру металла. Конкретными местами проявления ржавчины являются те участки, откуда в воду попадают блуждающие токи.
Читайте также:  Окклюзия и ее отклонения в стоматологической практике

На видео: электрохимическая коррозия металлов и способы защиты.

Свойства благородных сплавов

Идеальный вариант, по мнению большинства стоматологов, – дорогостоящие золотоплатиновые сплавы. Они обладают безупречными механическими и физическими свойствами, высокой биосовместимостью и хорошо сочетаются с керамикой. Наиболее известные благородные сплавы российского производства – «Плагодент» и «Плагодент Плюс».

Палладий в комбинации с золотом образует сплавы с превосходными физико-механическими свойствами и высокой устойчивостью к коррозии. Они имеют достойный условный предел текучести и высокую прочность на разрыв, поэтому из них изготавливают длинные мостовидные протезы и несъемные элементы замковых соединений. По внешнему виду – напоминают неблагородные сплавы. Всего 10 % палладия в составе придают сплаву белый цвет, похожий на сталь.

Работа с палладиевыми конструкциями требует от стоматолога определенных навыков из-за высокой температуры плавления сплава и особой техники литья. Необходимо избегать пайки и лазерной сварки. Золотопалладиевые сплавы стоят дешевле, чем золотоплатиновые: из-за разной плотности разница в стоимости может достигать 2-2,5 раза.

Процентное содержание благородного металла в сплаве влияет на коррозионную стойкость и биосовместимость. Снизить стоимость протеза можно только путем перехода на неблагородные сплавы. В составе благородного сплава может быть высокое или низкое содержание золота или может вовсе не быть этого элемента, как, например, в серебряно-палладиевых композициях.

Методы защиты

Чтобы защитить металлические поверхности от образования коррозии, применяются разные методики. Каждая из них уникальна, имеет определенные особенности.

Нанесение защитного покрытия

Защитные покрытия могут быть двух видов — металлические, неметаллические. Виды неметаллических покрытий:

  1. Химический слой. Чаще это оксидные пленки, которые образуются на поверхности под воздействием пара, воздуха. Один из вариантов оксидирования — погружение деталей в раствор азотной кислоты, нагретой до 140°C.
  2. Лакокрасочные покрытия. Главный недостаток лакокрасочных покрытий — низкая устойчивость к перепадам температуры, механическому повреждению.
  3. Порошковые краски. Наносятся специализированным оборудованием в закрытых покрасочных камерах.
  4. Различные полимерные покрытия.
Читайте также:  PRF при имплантации зубов. Наращивание костной ткани в стоматологии

Полимерные покрытия — лучший вариант из всех предложенных. После нанесения жидкого полимера образуется прочная пленка, устойчивая к перепадам температуры, воздействию химических элементов, повышенному уровню влажности.

Легирование

К составу сплава добавляются разные легирующие добавки, которые изменяют свойства, технические характеристики материала, делают его устойчивым к разрушительному воздействию влаги.

Электрохимический метод

К металлической детали подключается источник тока. На поверхности материала образуется катодная поляризация, а ржавчина начинает разрушаться.

Покрытие металлами

Существуют разные способы покрытия металлом — термическая диффузия, металлизация, погружение в расплавленный металл, контактное осаждение.

Методы защиты

Погружение в расплавленный металл

Специальная ванна заполняется расплавленным металлом с высокой устойчивостью к образованию коррозии. В емкость погружается деталь, которую нужно обработать.

Термическая диффузия

Термическую диффузию черных металлов чаще проводят с помощью цинка. Выполняется оно в газовой или паровой среде, при температуре до 850°C. Если обработка проходит в вакуумной среде, температура снижается до 250°C.

Металлизация

С помощью специального оборудование, которое создает мощную воздушную струю, на металлические поверхности наносится тонкий, равномерный слой расплавленного металла.

Контактное осаждение

Детали покрываются раствором солей железа или никеля. В результате обработки образуется прочная тонкая пленка. Контактное осаждение выполняется перед нанесением гальванического покрытия.

Изменение состава окружающей среды

Этот метод защиты применяется реже других. Его малая популярность связан с нестабильностью, рядом сложностей. Метод подходит только для металлоконструкций, которые находятся в закрытом помещении. Внутри можно создать подходящую атмосферу (уровень влажности, температуру), при которой развитие коррозии будет невозможно.

Методы предотвращения накипи

Существует несколько методов, позволяющих бороться с негативными процессами, связанными с образованием накипи.

Как упоминалось выше, толщина слоя накипи зависит от температуры воды. Если никакие другие методы защиты недоступны, необходимо не греть воду выше 65 °С. Недостаток такой простой превентивной защиты состоит в том, что приходится аккумулировать меньшее количество горячей воды из-за снижения ее температуры. В этом случае требуется также периодически убирать твердые отложения на нагревательном элементе емкости. Многие производители нагревательные элементы делают быстросъемными – на резьбе или на фланцевых соединениях.

Читайте также:  Зубные коронки для сломанных или треснувших зубов

Есть специально сконструированные для жесткой воды аккумулирующие водонагреватели, в которых изолирована нагревающая часть от расходной горячей воды. Конструкция представляет собой двойной бак (рис. 2). Первый нижний бак – изолированный от расходной горячей воды замкнутый контур, в который погружены нагреватели. Этот нагревающий воду закрытый бак находится под основным баком, в котором и нагревается расходная вода. Такой принцип нагрева можно сравнить с известным способом нагрева воды на «водяной бане». Достаточно хорошая конструкция для того, чтобы надолго забыть о проблеме накипи. А если периодически использовать умягчители воды для промывки расходного бака от отложений, то такой емкостной водонагреватель прослужит весь гарантированный срок.

Рис. 2. Конструкция емкостного водонагревателя для жесткой воды. 1 – выход горячей расходной воды ; 2 – термостат (или указательный термометр); 3 – патрубок входа контура нагревающего бака; 4 – подача холодной воды ; 5 – патрубок выхода контура нагревающего бака; 6 – электрические трубчатые нагревательные элементы, встроенные в нагревающий бак.

Методы предотвращения накипи

Установка умягчителя воды или устройства для удаления гидрокарбонатов кальция и магния – эффективный и единственный способ предотвращения образования накипи.

В последнее время все большее распространение получили так называемые магнитные поляризаторы, абсорбирующие на своей поверхности растворенные в воде соли кальция и магния до поступления их в бак. Такой поляризатор имеет магнитное поле небольшого отрицательного потенциала, позволяющее удерживать на поверхности растворенные в воде анионы (Са+ и Mg+).

Еще один способ борьбы с накипью заключается в увеличении скорости потока жесткой воды до такой степени, чтобы все изначально мягкие отложения вымывались. И чем жестче вода, тем скорость потока должна быть выше. Вспомним конструкцию пластинчатого теплообменника: для увеличения скорости применяется особая конфигурация каналов, по которым идет расходная вода. Ламинарный поток расходной воды для увеличения скорости разбивается на несколько турбулентных потоков. Но, чтобы теплообмен был более эффективным при высоких скоростях, применяется метод встречных потоков нагревающего и расходного контуров. Для емкостных водонагревателей такой метод защиты неприменим, поскольку вода в них плавно подогревается в режиме накопления, то есть в практически неподвижном состоянии.