Электрохимическая коррозия – виды и способы защиты

Виды электрохимической коррозии

Лекция 9. Коррозия металлов.

План лекции

1. Коррозия металлов.

2. Химическая и электрохимическая коррозия. Механизм коррозии. Факторы, определяющие интенсивность коррозии.

3. Виды электрохимической коррозии.

4. Методы защиты металлов от коррозии – покрытия.

5. Электрохимические методы защиты. Ингибиторы коррозии.

Задачи изучения темы:

В процессе освоения темы студенты получают представление о процессе коррозии, его механизме, факторах, влияющих на коррозионный процесс. Способы защиты металлов от коррозии.

Студент должен знать:

Природу коррозионных процессов. Основные способы защиты металлов от коррозии, их классификация и механизм действия.

Основная и дополнительная литература

1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.И. Ермакова. – изд. 28-е, перераб. и доп. – М.: Интеграл-Пресс, 2000. – С. 27-36.

2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М: Высш.шк., 2005. 743 с.

3. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М: Высш.шк, 2004. 527 с.

4. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие для вузов / под ред. В.А. Рабиновича и др. М.: Интеграл-Пресс, 1997. – 240 с.

5. Некрасов Б.В. Основы общей химии. СПб-М: Высш.шк, 2003 Т. 1, 2.

6. Коровин Н.В. Общая химия. М: Высш.шк., 2005. 557 с.

7. Практикум по общей и неорганической химии: Пособие для студентов вузов. / В.И. Фионов, Т.М. Курохтина, З.Н. Дымова и др.; Под ред. Н.Н. Павлова, В.И. Фролова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2002. – С. 33-47.

Методические разработки кафедры

8. Гаркушин И.К., Лисов Н.И., Немков А.В. Общая химия для технических вузов. Учебное пособие. Самарск. гос. техн. ун-т, Самара. – 2003. – С. 144-166.

9. Жиляева И.И., Громаковская А.Г. Коррозия металлов. Метод. указания к лабораторной работе.

1. КОРРОЗИЯ Corrodere (лат.) – разъедать.

Коррозия это разрушение металла и изделий из-за химического взаимодействия с окружающей средой.

Коррозия – окислительно-восстановительный гетерогенный процесс, протекающий на поверхности раздела фаз – металл/жидкость, металл/газ. Это самопроизвольный процесс, приводящий к получению термодинамически более устойчивых соединений.

Ежегодные потери металла из-за коррозии составляют 10 – 12% производственных мировых запасов.

Основные виды коррозии разделяют:

По механизму протекания коррозии:

Химическая – протекает в неэлектролитах – гетерогенное взаимодействие металла с окислителем окружающей среды (газовая, неэлектролитная);

Электрохимическая – протекает в электролитах – взаимодействие металла с окислителем включает анодное растворение металла и катодное восстановление окислителя (электролитная, влажно-атмосферная, почвенная)

По характеру разрушения поверхности металла:

Равномерная (общая) – распределяется более или менее равномерно по всей поверхности металла;

Местная – пятнами (язвами);

Точечная (на поверхности) или питтинг (на большой глубине);

Межкристаллитная – по границам зерен (самая опасная – ослабевают связи между зернами структуры сплава);

Подповерхностная – незаметная (под поверхностью металла);

Избирательная – растворение одного из компонентов сплава;

Растрескивание – при одновременном воздействии химических реагентов и высоких механических напряжений;

Рассмотрим более подробно химическую и электрохимическую коррозии:

2. ХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ

Сущность химической коррозии – в окислении металла в результате химического взаимодействия его с окружающей средой.

Среды вызывающие химическое разрушение металла называются агрессивными.

Химическая коррозия осуществляется путем непосредственной передачи электрона от атома металла к атому окислителя.

Химическую коррозию подразделяют на газовую и неэлектролитную (жидкостная неэлектролитная коррозия).

Жидкостная неэлектролитная коррозия развивается при эксплуатации химического оборудования, соприкосновения с нефтью и ее продуктами, жидким бромом, бензином, керосином и др. органикой, т.е. веществами, не проводящими электрический ток.

Коррозия в газах (газовая коррозия наиболее распространенная) происходит при повышенных температурах, когда конденсация влаги на поверхности металла невозможна. Газовой коррозии подвергаются арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин и т.п. Газовую коррозию претерпевает также металл, подвергаемый термической обработке. В результате газовой коррозии на поверхности металла образуются соответствующие соединения: оксиды, сульфиды и др. (так например диоксид серы присутствующий в заводских помещениях под действием температуры окисляется образую триоксид серы, который вступает а реакцию с металлом, тем самым разрушая ее)

С повышением температуры скорость газовой коррозии возрастает.

Частный случай газовой коррозии – водородная коррозия (водород связывает углерод находящийся в стали в непредельные углеводороды – метан и т.д.)

Fe₃C (цементит) + 2H₂ 3Fe + CH₄

Карбонильная – Me + nCO Me(CO)n

Чистые металлы в большинстве случаев почти не подвергаются коррозии. Даже такой металл, как железо, в совершенно чистом виде не ржавеет. Но обыкновенные металлы всегда содержат различные примеси, что создает благоприятные условия для коррозии.

На ряде металлов образуется тонкий слой оксида.

В качестве примера на рисунке показано образование оксидов на поверхности металла:

Алюминий	Железо
4Al + 3O2 ® 2Al2O3	O2 Fe + O2 ® FeO ® Fe2O3 ® Fe3O4 (FeO + Fe2O3)

Если пленка прочно связана с поверхностью металла и не имеет механических повреждений, то она защищает металл от дальнейшего окисления. Такие защитные пленки имеются у алюминия, хрома, цинка, марганца, титана, ванадия, никеля и кобальта. Для того чтобы оксидная пленка защищала металл, она должна быть сплошной, обладать высокой адгезией, быть устойчивой к агрессивным средам, обладать коэффициентом термического расширения близким к этому показателю металла.

У железа она пористая, легко отделяется от поверхности и поэтому не способна защитить металл от разрушения.

Для изготовления аппаратуры, подвергающейся действию коррозионно-активных газов, применяют жаростойкие сплавы. Для придания жаростойкости стали и чугуну в их состав вводят хром, никель, алюминий; применяются также сплавы на основе никеля или кобальта.

Электрохимическая коррозия возникает при контакте двух разнородных металлов (или примеси неметаллов) в среде электролита.

В отличие от химической коррозии, передача электронов идет через токопроводящую среду – электролит. Коррозия протекает в местах контактов металлов, имеющих разные электродные потенциалы, которые выполняют роль электродов.

Во всех случаях различной неоднородности на поверхности металла самопроизвольно возникают локальные микрогальванические элементы – гальванопары.

Гальванокоррозия
	(–) А, Fe | H2SO4| Cu, К (+) А (–) Fe – 2ē ® Fe 2+ К (+) 2Н + + 2ē ® Н2­
Fe + 2Н + ® Fe 2+ + Н2­ Fe + H2SO4 ® FeSO4+ Н2­

При гальванокоррозии поток электронов направлен от более активного металла к менее и более активный металл разрушается. При возникновении гальвано пары появляется ток тем большей силы, чем дальше отстоят металлы в ряду напряжений.

Скорость электрохимической коррозии зависит от природы металла, природы электролита и температуры.

Электролит	Катодный процесс
Вода (H2O)	2H2O + 2ē → 2OH – + H2↑
Кислота (HCl)	2Н + + 2ē ® Н2­
Влажный воздух (H2O, O2)	2H2O + O2↑ + 4ē → 4OH –

Скорость коррозии металла повышается также при включении в него неметаллических примесей, потенциал которых выше потенциала основного металла. Так, включения оксидов или шлаков, в стали сильно снижают ее коррозионную стойкость.

Примеси, находящиеся в окружающей среде, могут адсорбироваться на поверхности металла и также каталитически влиять на коррозию, ускоряя или замедляя ее. Например, большинство сплавов железа корродирует в морской воде гораздо быстрее, чем в воде с такой же концентрацией кислорода, не содержащей хлоридов. Это обусловлено тем, что хлорид-ионы, адсорбируясь на поверхности железа, препятствует образованию на ней защитных слоев.

Виды электрохимической коррозии

Наиболее характерные виды электрохимической коррозии:

Атмосферная – протекает во влажном воздухе при обычной температуре. Поверхность металла покрывается пленкой влаги, содержащей растворенный кислород. Интенсивность коррозии возрастает с увеличением влажности воздуха, содержания в нем газообразных СО₂ и SO₂, пыли, копоти, а также при наличии на поверхности металла шероховатостей и трещин, облегчающих конденсацию влаги.

Различают: сухую атмосферную коррозию, протекающую при относительной влажности 60%, под действием кислорода, и мокрую атм. коррозию – разрушение металлических конструкций под действием дождя, снега и туманов.

Почвенная – металлы соприкасаются с влагой почвы, содержащей растворенный кислород. Анодному разрушению подвергаются участки с большей увлажненностью и меньшим доступом воздуха. Особенно коррозионно-активны почвы с высокой влажностью, кислотностью и электрической проводимостью. Поэтому на скорость газовой коррозии влияют следующие характеристики – пористость, рН, электропроводность, наличие растворенных солей.

В таких условиях трубопроводы разрушаются в течение полугода после их укладки, если не принимаются специальные меры для из защиты.

Морская коррозия – это коррозия в морской воде, агрессивность которой обусловлена содержанием кислорода и наличием в ней хлоридов металлов, препятствующих образованию эффективных защитных пленок. Наиболее сильно она протекает на границы воды и атмосферы.

Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов, возникающих от посторонних источников (линии электропередач, электрические железные дороги, различные электроустановки, работающие на постоянном электрическом токе) от которых через недостаточную электроизоляцию ток может истекать в грунт. Блуждающий ток, попав на находящийся в земле металлический предмет, в некотором месте выходит в грунт, вызывая разрушение места выхода – которое называется анодным выходом, где наблюдается очень интенсивная коррозия. Блуждающие токи вызывают коррозию газопроводов, нефтепроводов, электрокабелей, различных подземных металлических сооружений.

4. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ

Изоляция металлов от агрессивной среды (ПОКРЫТИЯ):

Металлические покрытия – покрытие защищаемого металла слоем другого металла, практически не корродирующего в тех же условиях.

При покрытии изделия различными металлами надо помнить, что покрытие и защищаемый металл могут образовывать гальваническую пару. Ее работа в определенных условиях может либо усиливать защитное действие, либо наоборот усиливать коррозию защищаемого металла.

Анодное покрытие. Например при локальном нарушении цинкого покрытия в гальвано паре цинк–железо анодом будет цинк, который и будет разрушаться, защищая железо.

Катодное покрытие. А в паре олово–железо при нарушении оловянного покрытия разрушению будет подвергаться железо, т.к. в этой паре именно оно является анодом.

Различия коррозиционной стойкости покрытий в тех или иных агрессивных средах и свойства конечных продуктов коррозии определяют специфические области применения этих покрытий.

Анодное покрытие
	(–) А, Zn | H2SO4| Fe, К (+) А (–) Zn – 2ē ® Zn 2+ К (+) 2Н + + 2ē ® Н2­
Zn + 2Н + ® Zn 2+ + Н2­ Zn + H2SO4 ® ZnSO4+ Н2­

Катодное покрытие
	(–) А, Fe | H2O, O2| Sn, К (+) А (–) Fe – 2ē ® Fe 2+ К (+) 2H2O + O2 + 4ē → 4OH –
2Fe + 2H2O + O2® 2Fe 2+ + 4OH – 2Fe + 2H2O + O2 ® Fe(OH)2 ¯

Неметаллические покрытия – пленки высокополимерных веществ (каучуки, пластмассы), лаки, олифа, композиции из высокополимерных и неорганических красящих веществ.

Покрытие резиной называется – гуммирование, а бетоном – торкретирование

90% всех металлических изделий защищают подобным образом. Дешевы, их просто наносить, но они не прочны.

Химические покрытия(более надежны):

пленки из оксидов металлов (толщиной 0,3 микрона), получаемые при действии кислорода или подходящих окислителей (HNO₃, K₂Cr₂O₇ и др.) на поверхность металлов. Часто такие оксидные пленки образуются на поверхности металлов просто при соприкосновении с воздухом, что делает химически сравнительно активные металлы (Zn, Al) практически коррозионно-стойкими;

подобную же роль могут играть защитные нитридные пленки, образующиеся при действии азота или аммиака на поверхность некоторых металлов;

искусственное оксидирование (толщиной до 30 микрон), азотирование и фосфатирование, причем лакокрасочные покрытия наносятся на оксидированный, азотированный и фосфатированный металл.

Так оксидирование железа (выроненная сталь) проводят в смеси гидроксида натрия (800г/л) с нитратом (50г/л) и нитритом (200г/л) натрия при температуре 140 о С.

Оксидирование железа приводит к формированию на его поверхности пленок Fe₃O₄ – черного цвета или Fe₂O₃ – коричневого цвета.

А для фосфатирования применяют фосфаты марганца и железа, которые приводят к формированию трудно растворимых пленок трехвалентного железа.

Фосфатные и оксидные пленки нередко используют как электроизоляционные покрытия, например на трансформаторных пластинах (пробивное напряжение таких пленок может достигать 600 В).

5. Электрохимические методы защиты – основаны на изменении потенциала защищаемого металла и не связаны с изоляцией металла от коррозионной среды.

катодная (электрозащита) – защищаемая конструкция, находящаяся в среде электролита (например, в почвенной воде), присоединяется к катоду внешнего источника электричества (к отрицательному полюсу). В ту же агрессивную среду помещают кусок старого металла (рельс или балка), присоединенный к аноду внешнего источника электричества. Фактически он служит источником электронов, поставляемых на катод. В процессе коррозии этот кусок старого металла разрушается.

Катодная защита

протекторная (анодная) – используется специальный анод – протектор, в качестве которого применяют металл более активный, чем металл защищаемой конструкции (Zn, Mg). Протектор соединяют с защищаемой конструкцией проводником электрического тока. В процессе коррозии разрушается протектор.

Этот метод применяется для защиты от коррозии лопастей турбин подводных частей кораблей, для защиты холодильного оборудования, работающего с солевыми продуктами.

Воздействие на агрессивную среду

Для замедления коррозии металлических изделий в агрессивную среду вводят вещества (чаще всего органические), называемые ингибиторами коррозии, которые пассивируют поверхность металла и препятствуют развитию коррозионных процессов. Это имеет большое значение в тех случаях, когда металл необходимо защищать от разъедания кислотами. Ингибиторы коррозии широко применяют при химической очистке паровых котлов от накипи, для снятия окалины с отработанных изделий, а также при хранении и перевозке HCl в стальной таре. В качестве органических ингибиторов коррозии применяют тиомочевину (сульфид-диамид углерода C(NH₂)₂S), диэтиламин, уротропин (гексаметилентетрамин (CH₂)₆N₄) и другие производные аминов, а в качестве неорганических – силикаты, нитриты, дихроматы щелочных металлов и др.

К этой же группе методов защиты металлов от коррозии относится также освобождение воды, идущей на питание паровых котлов, от растворенного в ней кислорода, что достигается, например, при фильтровании воды через слой железных стружек.

Коррозия. Виды и способы защиты от коррозии

Коррозия материалов является одной из важных мировых проблем. Практика показывает, что только прямые безвозвратные потери металла от коррозии составляют 10…12% всей производимой стали, при этом суммарный ущерб в промышленных странах достигает 4-5% от национального дохода. Ведь корродирует не только черный металл ( сталь, чугун, железо и некоторые его сплавы ), но и бетон, дерево, камень, даже полимеры. Наиболее интенсивная коррозия наблюдается в зданиях и сооружениях химических производств, что объясняется действием различных газов, жидкостей и мелкодисперсных частиц непосредственно на строительные конструкции, оборудование и сооружения, а также проникновением этих агентов в грунты и действием их на фундаменты. Агрессивному воздействию подвержено до 75% строительного фонда. Коррозия металла приводит к ослаблению конструктива и, как следствие, снижению безопасности эксплуатации сооружений.

Коррозия — процесс разрушения материалов вследствие химических или электрохимических процессов. По характеру самого процесса коррозию разделяют на две основные группы : химическую и электрохимическую. Химическая коррозия протекает в не электролитах – жидкостях, не проводящих электрического тока и в сухих газах при высокой температуре. Электрохимическая коррозия происходит в электролитах и во влажных газах и характеризуется наличием двух параллельно идущих процессов: окислительного (растворение металлов) и восстановительного (выделение металла из раствора).

По внешнему виду коррозию различают: пятнами, язвами, точками, внутрикристаллитную, подповерхностную. По характеру коррозионной среды различают следующие основные виды коррозии: газовую, атмосферную, жидкостную и почвенную.

Газовая коррозия происходит при отсутствии конденсации влаги на поверхности. На практике такой вид коррозии встречается при эксплуатации металлов при повышенных температурах.

Атмосферная коррозия относится к наиболее распространенному виду электрохимической коррозии, так как большинство металлических конструкций эксплуатируются в атмосферных условиях. Коррозия, протекающая в условиях любого влажного газа, также может быть отнесена к атмосферной коррозии.

Жидкостная коррозия в зависимости от жидкой среды бывает кислотная, щелочная, солевая, морская и речная. По условиям воздействия жидкости на поверхность металла эти виды коррозии получают добавочные характеристики : с полным и переменным погружением, капельная, струйная. Кроме того, по характеру разрушения различают коррозию равномерную и неравномерную.

По степени воздействия на металлы коррозионные среды делятся на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные.

Бетон и железобетон находят широкое применение в качестве конструкционного материала при строительстве зданий и сооружений химических производств. Но они не обладают достаточной химической стойкостью против действия кислых сред. Свойства бетона и его стойкость в первую очередь зависит от химического состава цемента из которого он изготовлен. Наибольшее применение в конструкциях и оборудовании находят бетоны на портландцементе. Причиной пониженной химической стойкости бетона к действию минеральных и органических кислот является наличие свободной гидроокиси кальция (до 20%), трехкальциевого алюмината (3CaO×Al2O3) и других гидратированных соединений кальция.

Коррозия бетона происходит тем интенсивнее, чем выше концентрация водных растворов кислот. При повышенных температурах агрессивной среды коррозия бетонов ускоряется. Несколько более высокой кислотостойкостью обладает бетон, изготовленный на глиноземистом цементе, из-за пониженного содержания оксида кальция. Кислотостойкость бетонов на цементах с повышенным содержанием оксида кальция в некоторой степени зависит от плотности бетона. При большей плотности бетона кислоты оказывают на него несколько меньшее воздействие из-за трудности проникновения агрессивной среды внутрь материала.

Щелочестойкость бетонов определяется главным образом химическим составом вяжущих, на которых они изготовлены, а также щелочестойкостью мелких и крупных заполнителей.

Увеличение срока службы строительных конструкций и оборудования достигается путем правильного выбора материала с учетом его стойкости к агрессивным средам, действующим в производственных условиях. Кроме того, необходимо принимать меры профилактического характера. К таким мерам относятся герметизация производственной аппаратуры и трубопроводов, хорошая вентиляция помещения, улавливание газообразных и пылевидных продуктов, выделяющихся в процессе производства; правильная эксплуатация различных сливных устройств, исключающая возможность проникновения в почву агрессивных веществ; применение гидроизолирующих устройств и др.

Непосредственная защита металлов от коррозии осуществляется нанесением на их поверхность неметаллических и металлических покрытий либо изменением химического состава металлов в поверхностных слоях: оксидированием, азотированием, фосфатированием.

Для защиты поверхностей от коррозии существуют разнообразные покрытия: лакокрасочные (антистатичные и армированные, полиуретановые, акриловые, порошковые эпоксидно – полиэфирные, органосиликатные и кремнийорганические), металлизационные с цинком, алюминием, медью и комбинациями этих металлов. Это краски, лаки, эмали, тонкодисперсные порошки, пленки. Лакокрасочные покрытия вследствие экономичности, удобства и простоты нанесения, хорошей стойкости к действию промышленных агрессивных газов нашли широкое применение для защиты металлических и железобетонных конструкций от коррозии. Защитные свойства лакокрасочного покрытия в значительной степени обуславливаются механическими и химическими свойствами, сцеплением пленки с защищаемой поверхностью.

Лакокрасочные материалы в зависимости от назначения и условий эксплуатации делятся на десять групп:

• А – покрытия стойкие на открытом воздухе;
• АН – то же, под навесом;
• П – то же, в помещении;
• Х – химически стойкие;
• Т – термостойкие;
• М – маслостойкие;
• В – водостойкие;
• ХК – кислотостойкие;
• ХЩ – щелочестойкие;
• Б – бензостойкие.

Наиболее распространены в промышленности покрытия металлические, неметаллические (органического и неорганического происхождения), а также покрытия, образованные в результате химической и электрохимической обработки металла.

Выбор вида покрытия зависит от условий, в которых используется защищаемое изделие (перепад температур, повышенная влажность, морская или пресная вода, щелочь, кислота, соли металлов, радиация, электроток и огонь), и технологичность возможностей формирования покрытия.

Наиболее часто применяемые способы защиты металлов:

• легирование;
• электрохимическая защита;
• покрытие металлами;
• защитные пленки.

Легирование – это введение в металл на стадии его производства определенного количества специальных добавок, например – хрома или марганца. Это придает сталям особые свойства, необходимые для использования в сложных условиях. Для возведения современных зданий, особенно повышенной этажности, необходима высококачественная атмосферостойкая легированная сталь, например, погодоустойчивая марка COR-TEN. Такой материал позволяет решить проблемы эксплуатации сооружений даже в экстремальных климатических условиях.

Одними из самых популярных и относительно недорогих мер защиты от коррозии сегодня являются методы, изменяющие химический состав металла в поверхностных слоях. Как правило, это электрохимические способы нанесения покрытий на металл. Наиболее известный процесс называется оцинковкой, которая в зависимости от способа обработки металла делится на горячую и холодную. В первом случае обрабатываемый материал погружается в специальную ванну. Затем под воздействием переменного тока осуществляется его обработка в растворе фосфата цинка при плотности тока 4 А/дм², напряжении 20 В и температуре 600-700ºС. В результате электрохимической реакции образуется ферроцинковый сплав. При применении второго способа на подготовленную поверхность стального листа наносится защитный слой из цинка. Оцинковка толщиной 0,3 мм позволяет обеспечить защиту обработанной поверхности металла более чем на 30 лет.

Итальянская фирма «Metalnastri» разработала метод, сочетающий в себе качество горячего и технологичность холодного цинкования. Это простая идея наклейки цинковой фольги на стальную поверхность. Высокую антикоррозийность создает сплошной цинковый слой, а токопроводящие клеевые композиции обеспечивают и электрохимическую защиту поверхности.

ЦНИИПСК им. А.П. Мельникова предложил метод термодиффузионного цинкования (ТДЦ) метизных и малогабаритных изделий из стали и чугуна. Метод заключается в нагреве металлоизделий в среде, содержащей порошок цинка. В результате на поверхности изделия образуется цинковое покрытие с хорошими защитными и декоративными свойствами. Технологический процесс такого цинкования экологически чист и практически безотходен. В качестве сырья используются отечественные материалы, не требующие специальной обработки. ТДЦпокрытие обладает высокой адгезией и износостойкостью, обеспечиваемой в результате взаимной диффузии железа и цинка. Срок службы покрытия в 1,5-4 раза больше по сравнению с традиционными цинковыми покрытия.

Широкое распространение цинковых покрытий обусловлено их хорошими химическими свойствами. Для стали (катод) цинк является анодом, за счет этого образуется гальваническая пара, имеющая высокие защитные свойства, хорошо сохраняемые даже при малой толщине слоя. Скорость разрушения цинкового покрытия составляет примерно 1-10 мкм в год в зависимости от различных факторов. Оцинковка может осуществляться совместно с другими металлами – с добавлением алюминия (Al) или железа (Fe). В настоящее время в России широко используется сталь Galfan c цинкоалюминиевым покрытием и сталь Galvannealed с цинкожелезным покрытием.

При покрытии другими металлами в зависимости от вида коррозии покрывающий слой наносят различными способами. В качестве покрывающего материала часто используется хром или никель. Хромирование – электролитическое нанесение покрытия из хрома на поверхность металлического изделия. Никелирование, также нанесение на поверхность изделий никеля толщиной от 2 до 50 мкм.

На практике обычно применяются следующие методы:

• Погружение изделий в расплавленный металл (горячий способ). Заключается в том, что изделия погружают в ванну с расплавленным металлом или же нагретую поверхность деталей обволакивают расплавленным металлом.
• Метод термической диффузии. Основан на диффузии (проникновении) в поверхностные слои деталей присадок при высокой температуре. Диффузионные покрытия наносятся при нагреве деталей в твердой (порошкообразной), жидкой или газообразной фазе металла.
• Металлизация. Заключается в нанесении (распылении) на поверхность деталей слоя присадок расплавленного металла с помощью пульверизаторов.
• Контактный метод осаждения металла. Осуществляется без применения внешнего источника тока за счет вытеснения менее благородными металлами более благородных из растворов их солей. Толщина таких покрытий невелика и защитные свойства их невысоки.

Следует отметить, что металлические покрытия достаточно хорошо защищают металл от коррозии. Однако при нарушении защитного слоя она может протекать даже более интенсивно, чем без покрытия. Поэтому в промышленности для улучшения свойств металлических поверхностей, обработанных электротехническим методом, используется способ нанесения защитных покрытий из полимерных материалов. Такие продукты получили широкое распространение в строительной индустрии. Использование полимерных материалов для антикоррозионной защиты обусловлено их уникальными физико-химическими показателями. Полимеры имеют небольшой удельный вес, высокую стойкость к не механическим воздействиям (соприкосновение с водой, солями, щелочами или кислотами). Обладают пластичностью и светостойкостью. В настоящее время наибольшее распространение получили « трехслойные» продукты с двойным уровнем защиты. Первый уровень – непосредственно оцинковка, второй – полимер. Благодаря такой структуре сталь становится стойкой к воздействию агрессивных сред, механическим повреждениям и ультрафиолетовому изучению. Срок их службы составляет порядка 50 лет, в зависимости от качества и толщины покрытия. Необходимо также учесть, что высокие эксплуатационные характеристики таких материалов напрямую зависят от качества оцинковки исходного металла, а потребительские качества – от применяемого в составе полимера.

Альтернативой полимерным материалам являются конструкционные пластмассы и стеклопластики, получаемые на основе различных синтетических смол и стекловолокнистых наполнителей. В настоящее время выпускается значительный ассортимент материалов, особое место среди них занимает полиэтилен. Он инертен во многих кислотах, щелочах и растворителях, а также имеет высокую теплостойкость.

Другим направлением использования полиэтилена в качестве химически стойкого материала является порошковое напыление. Применение полиэтиленовых покрытий объясняется их дешевизной и хорошими защитными свойствами. Покрытия легко наносятся на поверхность различными способами, в том числе пневматическим и электростатическим распылением.

Защитные пленки. Способ заключается в нанесении на металл защитной оболочки из различных компонентов в следующей последовательности: шпатлевка, грунтовка, краска, лак или эмаль.

Для противокоррозионной защиты конструкций зданий и сооружений (ферм, ригелей, балок, колонн, стеновых панелей), а также наружных и внутренних поверхностей емкостного технологического оборудования, трубопроводов, газоводов, воздуховодов вентиляционных систем, которые в процессе эксплуатации не подвергаются механическим воздействиям абразивных частиц, применяют лакокрасочные покрытия. Такие покрытия наиболее эффективны для защиты от атмосферной коррозии. Однако срок службы лакокрасочных покрытий невелик и составляет 4-5 лет. Для повышения коррозионной стойкости лакокрасочных покрытий используют различные противокоррозионные пигменты.

Следует назвать антикоррозионные пигменты фирмы SNCZ (Франция): фосфаты цинка; модифицированные фосфаты цинка; фосфаты, не содержащие цинк; полифосфаты; феррит кальция, а также тетраоксихромат цинка; хроматы стронция, цинка, бария.

Наиболее часто используются фосфаты цинка PZ 20 и PZ W2 в большинстве лакокрасочных систем: органоразбавляемых, водоразбавляемых, воздушной и горячей сушки.

Там, где нельзя использовать противокоррозионные пигменты, содержащие цинк (контакт с пищевыми продуктами), используются пигменты на основе щелочеземельных фосфатов Новинокс РАТ 30, Новинокс РАТ 15 и Новинокс РС01.

Металлоконструкции, подвергающиеся воздействию соляного тумана, могут быть защищены лакокрасочными материалами, содержащими фосфат щелочеземельных металлов. Фосфат щелочеземельных металлов – нетоксичный пигмент, что повышает экологичность лакокрасочного покрытия и увеличивает сферу его применения.

Тетраоксихромат цинка ТС 20, хромат стронция L203E и хромат цинка CZ20 – применяются в лакокрасочных материалах, использующихся в авиационных, судовых покрытиях, а также в составе адгезивов для легких сплавов.

Для защитных покрытий, эксплуатирующихся в условиях высоких температур (до 600ºС), используются хромат бария М 20 и феррит кальция FC 71. Применение феррита кальция для защитных покрытий – новое направление в лакокрасочных материалах. В табл. 1 представлена стойкость различных лакокрасочных материалов (ЛКМ) к агрессивным средам.

Таблица 1. Стойкость лакокрасочных материалов

ЛКМ, по типу связующего	Стойкость к агрессивным средам
	Вода	Водяной пар	Растворители	Разбавленные растворители	Кислоты	Разбавленные кислоты	Щелочи	Разбавленные щелочи
Винилхлоридные	+	++	±	±	±	+	±	+
Хлоркаучуковые	+	++	±	±	±	+	±	+
Акриловые	±	++	±	±	±	+	±	+
Алкидные	±	+	±	+	±	±	±	±
Битумные	++	++	±	±	±	±	±	+
ПУ ароматические	±	++	+	++	+	+	±	±
ПУ алифатические	+	++	±	+	±	+	±	++
Эпоксиднополиуретановые	++	++	±	±	±	+	+	++
Эпоксидные	++	++	+	++	±	+	++	++
Цинк-силикатные	+	++	++	++	+	+	+	+
Перхлорвиниловые	++	++	±	±	±	±	±	+

Примечания: ++ отлично, + хорошо, ± удовлетворитльно

Наиболее распространенным способом защиты от коррозии строительных конструкций, сооружений и оборудования является использование неметаллических химически стойких материалов: кислотоупорной керамики, жидких резиновых смесей, листовых и пленочных полимерных материалов (винипласта, поливинилхлорида, полиэтилена, резины), лакокрасочных материалов, синтетических смол и др. Для правильного использования неметаллических химически стойких материалов необходимо знать не только их химическую стойкость, но и физико-химические свойства, обеспечивающие условия совместной работы покрытия и защищаемой поверхности. При использовании комбинированных защитных покрытий, состоящих из органического подслоя и футеровочного покрытия, важным является обеспечение на подслое температуры, не превышающей максимальной для данного вида подслоя.

Для листовых и пленочных полимерных материалов необходимо знать величину их адгезии с защищаемой поверхностью. Ряд неметаллических химически стойких материалов, широко используемых в противокоррозионной технике, содержит в своем составе агрессивные соединения, которые при непосредственном контакте с поверхностью металла или бетона могут вызвать образование побочных продуктов коррозии, что, в свою очередь, снизит величину их адгезии с защищаемой поверхностью. Эти особенности необходимо учитывать при использовании того или иного материала для создания надежного противокоррозионного покрытия.

X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум – 2018

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА ОТ НЕЁ

• Авторы
• Файлы работы
• Сертификаты

Коррозия – самопроизвольное разрушение материалов вследствие их физико-химического взаимодействия с окружающей средой (агрессивной атмосферой, морской водой, растворами кислот, щелочей, солей, различными газами и т.п.).

Актуальность темы работы: коррозия металлов наносит государству большой экономический ущерб и может приводить к аварийным ситуациям, угрожающим жизни и здоровью людей.

Разработка эффективных методов защиты металлов от коррозии приведет к уменьшению материальных потерь в результате коррозии трубопроводов, деталей машин, судов, мостов, морских конструкций и т.д. Не менее важной задачей является повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями, к примеру, паровые котлы, металлические контейнеры, сосуды высокого давления, мосты, детали самолётов. Надёжность является важнейшим условием при разработке оборудования АЭС и систем захоронения радиоактивных отходов. Большое значение имеет сохранность металлического фонда, мировые ресурсы которого ограничены. Кроме того, человеческий труд, затрачиваемый на проектирование и реконструкцию металлического оборудования, пострадавшего от коррозии, может быть направлен на решение других общественно полезных задач.

Цель работы: изучить сущность электрохимической коррозии металлов и способы защиты металлов от коррозии.

– изучить виды коррозии металлов;

– изучить механизм электрохимической коррозии;

– изучить методы защиты металлов от коррозии;

– провести экспериментальное исследование процесса коррозии металлов.

Теоретическаячасть

Электрохимическая коррозия – взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация металла и восстановление окислителя протекают раздельно, но являются сопряженными процессами, сопровождающимися протеканием электрического тока. Электрохимическая коррозия следует законам электрохимической кинетики, и её скорость зависит от величины электродного потенциала. Электрохимическая коррозия может иметь место только в электропроводных системах материал – среда, т.е. для металлических материалов – в растворах и расплавах электролитов.

Причиной ее возникновения является химическая, энергетическая и другие виды неоднородности поверхности любого металла или сплава, т.е. разделение на катодные и анодные участки. Последние, имея очень малые размеры и чередуясь друг с другом, в токопроводящей среде представляют собой совокупность огромного числа короткозамкнутых микрогальванических элементов, поэтому электрохимическую коррозию часто называют гальванической коррозией.

Процессы электрохимической коррозии протекают в водных растворах. При соприкосновении металлической поверхности с раствором электролита происходит взаимодействие металла с заряженными частицами раствора и переход ионов металла в раствор. Согласно теории А.Н. Фрумкина, при взаимодействии металла и раствора протекают два сопряженных процесса:

1. Переход ионов из металла в раствор с образованием гидратированных ионов (анодный процесс): Me + mН₂O = Меn + · mН₂O + ne

2. Переход ионов из раствора с выделением их на поверхности металла в виде нейтральных атомов, входящих в состав кристаллической решетки металла (катодный процесс): Меn + · mН₂O + ne = Ме + mН₂O

Поверхность любого металла состоит из множества короткозамкнутых через сам металл микроэлектродов. Контактируя с коррозионной средой образующиеся гальванические элементы способствуют его электрохимическому разрушению.

Отличительными особенностями электрохимического процесса коррозии являются следующие:

– одновременное протекание двух раздельных процессов − окислительного (растворение металла) и восстановительного (выделение водорода, восстановление кислорода, выделение металла из раствора и др.);

– процесс растворения металла сопровождается направленным перемещением электронов в металле и ионов в электролите, т.е. возникновением электрического тока;

– продукты коррозии образуются в результате вторичных реакций.

Окислительно−восстановительные процессы, протекающие при электрохимической коррозии, могут быть представлены в виде следующих реакций:

Ме − nē→ Меn + (анодный процесс) (1)

R(ox) + nē → Rn – (катодный процесс), (2)

где R(ox) – окислитель;

Rn – (red) – восстановленная форма окислителя;

nē – количество переданных электронов.

В качестве примера электрохимической коррозии можно привести процесс окисления (ржавления) железа под воздействием воды:

А(–) Fe − 2ē → Fе 2+ (анодный процесс – растворение железа) К(+) H₂O + ½О₂ +2ē → 2OH – (катодный процесс – восстановление кислорода)

Fe 2+ + 2OH – → Fe(OH)₂ (образование продуктов коррозии)

Реакции (1) и (2) протекают сопряженно, но подчиняются своим кинетическим закономерностям. При этом необходимо соблюдение условий стационарности процесса, т.е. равенства скоростей окисления металла и восстановления окислителя. Данные реакции могут быть территориально разделены – протекать на разных участках поверхности. Из условий стационарности вытекает, что достаточно затормозить одну из сопряженных реакций, чтобы скорость всего процесса уменьшилась.

Виды электрохимической коррозии:

Коррозия в кислой среде.

Железо в кислой среде окисляется до Fe 2+ .

Процессы окисления-восстановления на электродах:А (–) Fe 0 – 2ē → Fe 2+ │1 – процесс окисления на аноде К (+) 2Н + + 2ē → Н₂↑ │1 – процесс восстановления на катоде

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию: Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + Н₂↑

Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме:Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + Н₂↑

Схема коррозионного элемента: А (–) Fe | Fe 2+ ||2H + | H₂ (+) К

Коррозия в атмосфере влажного воздуха.

Процессы окисления-восстановления на электродах: А (–) Fe 0 – 2ē → Fe 2+ │2 – процесс окисления на аноде К (+) 2H₂O + О₂ + 4ē → 4OH – │1 – процесс восстановления на катоде

Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию:2Fe 0 + 2H₂O + О₂ → 2Fe 2+ + 4OH –

Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме:2Fe + 2H₂O + О₂ → 2Fe(OH)₂↓

Схема коррозионного элемента:

Коррозия в морской воде.

А (–) Fe 0 -2ē → Fe 2+

Схема коррозионного элемента: А (–) Fe | Fe 2+ ||2H₂O | H₂; 2OH – (+) К

Основным отличием процессов электрохимической коррозии от процессов в гальваническом элементе является отсутствие внешней цепи. Электроны в процессе коррозии не выходят из корродирующего металла, а двигаются внутри металла.

Процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией. Вещества, при участии которых осуществляется деполяризация, называются деполяризаторами. На практике чаще всего приходится встречаться с двумя типами деполяризации: водородной и кислородной.

В кислой среде электрохимическая коррозия протекает с водородной деполяризацией. Рассмотрим коррозию железной пластинки с примесями меди во влажной хлористоводородной атмосфере. В этом случае железо будет анодом (E°= –0,44В), а медь – катодом (E°=+0,34В). На анодном участке будет происходить процесс окисления железа, а на катодном – процесс деполяризации ионами водорода, которые присутствуют в электролите:

А (–) Fe – 2ē → Fe 2+ – окисление

К (+) 2H + + 2ē → H₂↑ – восстановление

Схема возникающего короткозамкнутого гальванического элемента выглядит следующим образом:

A (–) Fe | HCl | Cu (+) К

В нейтральной среде коррозия протекает с кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почве и в незагрязненной промышленными газами атмосфере. Если коррозии во влажном воздухе подвергается железо с примесями меди, то электродные процессы можно записать в виде:

А (–) Fe – 2ē → Fe 2+ – окисление

К (+) 2H₂O + O₂ + 4ē → 4OH – – восстановление

Схема короткозамкнутого гальванического элемента:

У поверхности металла в электролите протекают следующие реакции:

Методы защиты металлов от коррозии

При разработке методов защиты от коррозии используют различные способы снижения скорости коррозии, которые выбираются в зависимости от характера коррозии и условий ее протекания. Выбор того или иного способа определяется его эффективностью, а также экономической целесообразностью.

В зависимости от причин, вызывающих коррозию, различают следующие методы защиты.

1) Легирование. Применяется для изменения или улучшения физических и химических свойств металлов, сплавов. В особенности, для придания металлам и сплавам повышенной коррозионной стойкости. Металл, подвергшийся легированию, называется легированным.

2) Наиболее распространены неметаллические защитные покрытия –эмали, лаки, краски, пластмассы, различные смолы, полимеры. Защитное действие этих покрытий сводится в основном к изоляции металлов от окружающей среды. Достоинство этого способа защиты – простота технологии их нанесения. Недостаток – легко разрушаются из-за хрупкости и растрескивания при тепловых и механических ударах; эти покрытия защищают до тех пор, пока сохраняется их целостность.

3) Металлические защитные покрытия.

Классифицируя металлопокрытия по способу защиты основного металла, их обычно подразделяют на катодные и анодные.

Анодные покрытия. Если на металл нанести покрытие из другого, более электроотрицательного металла, то в случае возникновения условий для электрохимической коррозии разрушаться будет покрытие, т.к. оно будет выполнять роль анода. В этом случае покрытие называется анодным. Примером анодного покрытия может служить хром, нанесенный на железо. В случае нарушения целостности покрытия при контакте с влажным воздухом будет работать гальванический элемент:

на аноде: Cr – 2ē → Cr 2+

Cr 2+ + 2 OH – → Cr(OH)₂

Гидроксид хрома (II) окисляется кислородом воздуха до Cr(OH)₃:

Катодные покрытия. У катодного покрытия стандартный электродный потенциал более положителен, чем у защищаемого металла. Пока слой покрытия изолирует металл от окружающей среды, электрохимическая коррозия не протекает. При нарушении целостности катодного покрытия оно перестает защищать металл от коррозии. Более того, оно даже интенсифицирует коррозию основного металла, т.к. в возникающей гальванопаре анодом служит основной металл, который будет разрушаться. В качестве примера можно привести оловянное покрытие на железе (луженое железо). Рассмотрим работу гальванического элемента, возникающего в этом случае (например, в атмосфере влажного воздуха).

на аноде: Fe – 2ē → Fe 2+

Fe 2+ + 2 OH – → Fe(OH)₂

Разрушается защищаемый металл. Таким образом, при сравнении свойств анодных и катодных покрытий можно сделать вывод, что наиболее эффективными являются анодные покрытия. Они защищают основной металл даже в случае нарушения целостности покрытия, тогда как катодные покрытия защищают металл лишь механически.

4) Электрохимическая защита – перевод металла в коррозионно-устойчивое со­стояние путём торможения катодных и анодных реакций коррозионного процесса электрохимическими методами. Различают три вида электрохимической защиты: катодная, протекторная и анодная.

Катодная защита. Суть катодной защиты заключается в том, что защищаемое изделие подключается к отрицательному полюсу источника электрического напряжения, т.о. становится катодом. В качестве противоэлектрода используется металлический лом или графит.

Протекторная защита. Суть протекторной защиты состоит в следующем. К изделию, подвергающемуся электрохимической коррозии, присоединяют деталь-протектор из более активного металла, чем металлы изделия: протектор является анодом и будет разрушаться, а изделие останется неизменным.

Анодная защита. Анодная защита используется только для тех металлов, которые при анодной нагрузке способны образовывать на своей поверхности пассивные оксидные или солевые пленки, защищающие металл от коррозии, например, железо в серной кислоте. Анодная защита отличается от катодной тем, что защищаемая конструкция присоединяется к положительному полюсу внешнего источника тока.

5) Обработка внешней среды, в которой протекает коррозия. Сущность метода заключается либо в удалении из окружающей среды тех веществ, которые выполняют роль деполяризатора, либо в изоляции металла от деполяризатора. Максимально замедлить процесс коррозии можно путем введения в окружающую среду специальных веществ – ингибиторов. Механизм действия ингибиторов заключается в том, что их молекулы адсорбируются на поверхности металла, препятствуя протеканию электродных процессов.

Данные способы защиты находят широкое применение в промышленности в силу многих своих преимуществ – уменьшения потерь материалов, увеличения толщины покрытия, наносимого за один слой, уменьшения расхода растворителей, улучшение условий производства окрасочных работ и т.д. Защита от коррозии является одной из важнейших проблем, имеющей большое значение для народного хозяйства.

Задачи практической части работы:

– исследовать влияние различных сред на коррозию железа;

– изучить электрохимическую коррозию при контакте металлов;

– ознакомиться с защитными свойствами анодных и катодных покрытий.

Опыт 1. Изучение влияния среды на коррозию железа

Посуда и реактивы: пять химических пробирок, пять железных гвоздей, водопроводная вода, дистиллированная вода, 0,1н раствор хлорида натрия, 0,1н раствор гидроксида натрия, 0,1н раствор соляной кислоты.

Порядок выполнения работы

Пять одинаковых железных гвоздей опускают в пять пробирок. В первую пробирку приливают 0,1н раствор NaCl, во вторую – 0,1н раствор NaOH, в третью – 0,1н раствор HCl, в четвертую – дистиллированную воду, в пятую – водопроводную воду. Закрывают пробирки пробками и в течение месяца наблюдают за происходящими изменениями.

Результаты исследования представлены в таблице.

Причины электрохимической коррозии и способы защиты металла

Электрохимическая коррозия металлов – одна из насущных проблем человечества с того момента, как в производстве различных, необходимых человеку предметов, стали использоваться изделия из металла. Проблема защиты металлов от коррозии всегда стояла остро, потому что под действием разрушительных процессов окисления предметы теряли функциональность, деформировались и приходили в негодность, и нужно было искать способы их защиты.

Когда химия выделилась в отдельную науку, а использование металлов стало приобретать широкое промышленное значение, человечество начало исследовать эти процессы и искать способы борьбы с разрушениями от внешних воздействий.

Что такое коррозия

Процесс разрушения верхнего слоя металлического материала под влиянием внешних воздействий называется коррозией в широком смысле.

Термин коррозия в данном случае – только характеристика того, что металлическая поверхность вступает в химическую реакцию и теряет под её влиянием свои изначальные свойства.

4 основных признака, по которым можно определить, что этот процесс существует:

• процесс, развивающийся на поверхности, и со временем проникающий внутрь металлического изделия;
• реакция возникает самопроизвольно от того, что нарушается устойчивость термодинамического баланса между окружающей средой и системой атомов в сплаве или монолите;
• химия воспринимает этот процесс не просто, как реакцию разрушения, но как реакцию восстановления и окисления: при вступлении в реакцию одни атомы замещают другие;
• свойства и особенности метала при такой реакции претерпевают значительные изменения, или утрачиваются там, где она происходит.

Виды коррозии

В зависимости от типа металла и окислительно-восстановительной реакции, происходящей с ним, коррозия может быть:

• равномерной или неравномерной;
• местной и точечной (отдельные участки почему-либо вступили в реакцию, а другие – нет);
• язвенной, известной еще как питтинг;
• подповерхностной;
• растрескивающейся;
• межкристаллической, возникающая вдоль границ кристалла металла.

Также в зависимости от того, какие именно внешние факторы воздействуют на поверхность, коррозия бывает химической и электрохимической. Химическая коррозия происходит в результате некоторых реакций под влиянием химических взаимодействий, но без участия электрического тока, и может быть присуща даже нефти и газу. Электрохимическая отличается определенными процессами, она более сложная, чем химическая.

На видео: коррозия металлов.

Причины и признаки электрохимической коррозии

Электрохимическая коррозия отличается от химической тем, что процесс разрушения проходит в системе электролитов, отчего внутри этой системы возникает электрический ток. Два сопряжённых процесса, анодный и катодный, приводят к удалению из кристаллической решетки металла неустойчивых атомов. Ионы при анодном переходят в раствор, а электроны от анодного процесса попадают в ловушку к веществу-окислителю и связываются деполяризатором.

Таким образом, деполяризация – это отвод с катодных участков свободных электронов, а деполяризатор – вещество, которое отвечает за этот процесс. Основные реакции происходят с участием водорода и кислорода в роли деполяризаторов.

Существует множество примеров электрохимической коррозии разного типа, которая оказывает воздействие на металлические поверхности в природе и проходит под влиянием различных условий. Водород при этом работает в кислой среде, а кислород – в нейтральной.

Практически все металлы подвергаются электрохимической коррозии, и по этому признаку их разбивают на 4 группы, определяют величину их электродного потенциала:

• активные коррозируют даже в той среде, где нет окислителей;
• среднеактивные вступают в реакцию окисления в кислотной среде;
• малоактивные не вступают в реакцию при отсутствии окислителей и в нейтральных, и в кислых средах;
• не вступают в реакцию — высокой стабильности (благородные металлы, палладий, золото, платина, иридий).

Самый распространенный вид электрохимической коррозии – атмосферная.

Но эта же реакция может протекать и в воде, в растворах оснований, солей и кислот. В узкоспециальном различии атмосферной коррозии различают почвенную и аэрационную, морскую и биологическую (протекающую под воздействием бактерий).

Есть даже электрическая коррозия, которая протекает под воздействием электрического тока, и является результатом работы блуждающих токов, возникающих там, где электрический ток используется человеком для осуществления определенной деятельности.

Гомогенная металлическая поверхность при этом разрушается из-за термодинамической неустойчивости к окружающей среде. А гетерогенная – из-за состава кристаллической решётки, в которой атомы одного металла держатся плотнее, чем атомы инородных вкраплений. Эти реакции отличаются скоростью протекания ионизации ионов, и восстановления окислительных компонентов окружающей среды.

Разрушение металлических поверхностей при электрохимической коррозии состоит в одновременном протекании двух процессов: анодного и катодного, и отличия процессов состоят в том, что растворение происходит на анодах, которые и контактируют с окружающей средой через множество микроэлектродов, которые входят в состав поверхности любого металла и замкнуты на себя.

Характерными примерами электрохимической коррозии можно считать протекание коррозионных процессов на днищах морских судов или в атмосфере на металлических конструкциях.

Необходимость антикоррозионной защиты

Защита металла от воздействий, которые разрушающе действуют на его поверхность – одна из основных задач, возникающих перед теми людьми, которые работают с механизмами, агрегатами и машинами, морскими судами и строительными процессами.

Любой металл, кроме благородных, в той или иной степени, подвергается воздействию разрушительных процессов.

Чем активнее эксплуатируется устройство или деталь, тем больше шансов у нее подвергнуться разрушительному воздействию и атмосферных условий, жидкостей, с которыми приходится сталкиваться в процессе работы. Над защитой металла от коррозии работают многие отрасли науки и промышленного производства, но основные способы остаются при этом неизменными, и состоят в создании защитных покрытий:

• металлических;
• неметаллических;
• химических.

Неметаллические покрытия создаются с помощью органических и неорганических соединений, их принцип действия достаточно эффективен и отличается от остальных типов защиты. Для создания неметаллической защиты в промышленном и строительном производстве используются лакокрасочные составы, бетон и битум и высокомолекулярные соединения, особенно активно взятые на вооружение в последние годы, когда больших высот достигла химия полимеров.

Химия внесла свой вклад в создание защитных покрытий методами:

• оксидирования (создания защитной пленки на металле с помощью оксидных пленок);
• фосфатирования (фосфатных пленок);
• азотирования (насыщения поверхности стали азотом);
• цементации (соединения с углеродом);
• воронения (соединения с органическими веществами);
• изменения состава металла путем введения в него антикоррозийных добавок);
• модификации окружающей коррозийной среды путем введения ингибиторов, влияющих на нее.

Электрохимическая защита от коррозии – это процесс, обратный электрохимической коррозии. В зависимости от смещения потенциала металла в положительную или отрицательную стороны, различают анодную и катодную защиту. Путем подсоединения к металлическому изделию протектора или источника постоянного тока на металлической поверхности создается катодная поляризация, которая и препятствует разрушению металла через анод.

Электрохимические методы защиты состоят в двух вариантах:

• металлическое покрытие защищено другим металлом, у которого более отрицательный потенциал (то есть, защищающий металл менее устойчив, чем защищаемый), и это называется анодное покрытие;
• покрытие нанесено из менее активного металла, и тогда он является и называется катодным.

Анодная защита от коррозии – это, например, оцинкованное железо. Пока не израсходуется весь цинк с защитного слоя, железо будет в относительной безопасности.

Защита катодным способом – это никелирование или нанесение меди. В этом случае разрушение защитного слоя приводит и к разрушению того слоя, который он защищает. Присоединение протектора для предохранения металлического изделия ничем не отличается от протекания реакции в других случаях. Протектор выступает в роли анода, а то, что находится под его протекторатом, остается в сохранности, используя созданные ему условия.

Способы защиты металла

Электрохимическая коррозия – одно из основных препятствий, которые встречаются на пути человеческой деятельности. Защита от воздействия разрушительных процессов и их протекания на поверхности конструкций и сооружений – одна из перманентных и насущных задач любого промышленного производства, и любой бытовой деятельности человека.

Разработано несколько способов такой защиты, и все они активно применяются в повседневном цикле жизнедеятельности:

• Электрохимическая защита – электролитическое по принципу работы использование химических закономерностей, защищает металл с помощью анодного, катодного и протекторного принципа.
• Э лектроискровая обработка с использованием различных установок – бесконтактных, контактных, анодно-механических.
• Электродуговое напыление – основное преимущество в толщине наносимого слоя и относительной дешевизне производимого процесса.
• Эффективная антикоррозийная обработка – удаление загрязнений и очистка обрабатываемой поверхности, с последующим нанесением на поверхность сначала противокоррозионного, а затем и дополнительного защитного слоя.

Все эти способы наработаны в процессе деятельности человека с целью защиты инструментария, средств передвижения и транспортировки на стыке нескольких промышленных отраслей, и с использованием научных достижений.

Электрохимическая коррозия, которая является естественным процессом разрушения поверхности металла под воздействием нейтральных или агрессивных факторов окружающей среды, представляет собой сложную проблему. Убытки от нее терпят и машиностроительные, и транспортные, и промышленные предприятия, средства передвижения. И это проблема, которая требует ежедневного разрешения.

Подробнее о коррозии и ее процессах (1 видео)

Коррозия металлов

Коррозия – разрушение поверхности сталей и сплавов под воздействием различных физико-химических факторов – наносит огромный ущерб деталям и металлоконструкциям. Ежегодно этот невидимый враг «съедает» около 13 млн. т металла. Для сравнения – металлургическая промышленность стран Евросоюза в прошлом, 2014 году произвела всего на 0,5 млн. тонн больше. И это только – прямые потери. А длительная эксплуатация стальных изделий без их эффективной защиты от коррозии вообще невозможна.

Что такое коррозия и её разновидности

Основной причиной интенсивного окисления поверхности металлов (что и является основной причиной коррозии) являются:

1. Повышенная влажность окружающей среды.
2. Наличие блуждающих токов.
3. Неблагоприятный состав атмосферы.

Соответственно этому различают химическую, трибохимическую и электрохимическую природу коррозии. Именно они в совокупности своего влияния и разрушают основную массу металла.

Химическая коррозия

Такой вид коррозии обусловлен активным окислением поверхности металла во влажной среде. Безусловным лидером тут является сталь (исключая нержавеющую). Железо, являясь основным компонентом стали, при взаимодействии с кислородом образует три вида окислов: FeO, Fe2O3 и Fe3O4. Основная неприятность заключается в том, что определённому диапазону внешних температур соответствует свой окисел, поэтому практическая защита стали от коррозии наблюдается только при температурах выше 10000С, когда толстая плёнка высокотемпературного оксида FeO сама начинает предохранять металл от последующего образования ржавчины. Это процесс называется воронением, и активно применяется в технике для защиты поверхности стальных изделий. Но это – частный случай, и таким способом активно защищать металл от коррозии в большинстве случаев невозможно.

Химическая коррозия активизируется при повышенных температурах. Склонность металлов к химическому окислению определяется значением их кислородного потенциала – способности к участию в окислительно-восстановительных реакциях. Сталь – ещё не самый худший вариант: интенсивнее её окисляются, в частности, свинец, кобальт, никель.

Электрохимическая коррозия

Эта разновидность коррозии более коварна: разрушение металла в данном случае происходит при совокупном влиянии воды и почвы на стальную поверхность (например, подземных трубопроводов). Влажный грунт, являясь слабощёлочной средой, способствует образованию и перемещению в почве блуждающих электрических токов. Они являются следствием ионизации частиц металла в кислородсодержащей среде, и инициирует перенос катионов металла с поверхности вовне. Борьба с такой коррозией усложняется труднодоступностью диагностирования состояния грунта в месте прокладки стальной коммуникации.

Электрохимическая коррозия возникает при окислении контактных устройств линий электропередач при увеличении зазоров между элементами электрической цепи. Помимо их разрушения, в данном случае резко увеличивается энергопотребление устройств.

Трибохимическая коррозия

Данному виду подвержены металлообрабатывающие инструменты, которые работают в режимах повышенных температур и давлений. Антикоррозионное покрытие резцов, пуансонов, фильер и пр. невозможно, поскольку от детали требуется высокая поверхностная твёрдость. Между тем, при скоростном резании, холодном прессовании и других энергоёмких процессах обработки металлов начинают происходить механохимические реакции, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры на контактной поверхности «инструмент-заготовка». Образующаяся при этом окись железа Fe2O3 отличается повышенной твёрдостью, и поэтому начинает интенсивно разрушать поверхность инструмента.

Методы борьбы с коррозией

Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

• Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
• Поверхностная металлизация;
• Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
• Изменение химического состава окружающей среды.

Механические поверхностные покрытия

Поверхностная защита металла может быть выполнена его окрашиванием либо нанесением поверхностных плёнок, по своему составу нейтральных к воздействию кислорода. В быту, а также при обработке сравнительно больших площадей (главным образом, подземных трубопроводов) применяется окраска. Среди наиболее стойких красок – эмали и краски, содержащие алюминий. В первом случае эффект достигается перекрытием доступа кислороду к стальной поверхности, а во втором – нанесением алюминия на поверхность, который, являясь химически инертным металлом, предохраняет сталь от коррозионного разрушения.

Положительными особенностями данного способа защиты являются лёгкость его реализации и сравнительно небольшие финансовые затраты, поскольку процесс достаточно просто механизируется. Вместе с тем долговечность такого способа защиты невелика, поскольку, не обладая большой степенью сродства с основным металлом, такие покрытия через некоторое время начинают механически разрушаться.

Химические поверхностные покрытия

Коррозионная защита в данном случае происходит вследствие образования на поверхности обрабатываемого металла химической плёнки, состоящей из компонентов, стойких к воздействию кислорода, давлений, температур и влажности. Например, углеродистые стали обрабатывают фосфатированием. Процесс может выполняться как в холодном, так и в горячем состоянии, и заключается в формировании на поверхности металла слоя из фосфатных солей марганца и цинка. Аналогом фосфатированию выступает оксалатирование – процесс обработки металла солями щавелевой кислоты. Применением именно таких технологий повышают стойкость металлов от трибохимической коррозии.

Недостатком данных методов является трудоёмкость и сложность их применения, требующая наличия специального оборудования. Кроме того, конечная поверхность изменяет свой цвет, что не всегда приемлемо по эстетическим соображениям.

Легирование и металлизация

В отличие от предыдущих способов, здесь конечным результатом является образование слоя металла, химически инертного к воздействию кислорода. К числу таких металлов относятся те, которые на линии кислородной активности находятся возможно дальше от водорода. По мере возрастания эффективности этот ряд выглядит так: хром→медь→цинк→серебро→алюминий→платина. Различие в технологиях получения таких антикоррозионных слоёв состоит в способе их нанесения. При металлизации на поверхность направляется ионизированный дуговой поток мелкодисперсного напыляемого металла, а легирование реализуется в процессе выплавки металла, как следствие протекания металлургических реакций между основным металлом и вводимыми легирующими добавками.

Изменение состава окружающей среды

В некоторых случаях существенного снижения коррозии удаётся добиться изменением состава атмосферы, в которой работает защищаемая металлоконструкция. Это может быть вакуумирование (для сравнительно небольших объектов), или работа в среде инертных газов (аргон, неон, ксенон). Данный метод весьма эффективен, однако требует дополнительного оборудования – защитных камер, костюмов для обслуживающего персонала и т.д. Используется он главным образом, в научно-исследовательских лабораториях и опытных производствах, где специально поддерживается необходимый микроклимат.

Кто нам мешает, тот нам поможет

В завершение укажем и на довольно необычный способ коррозионной защиты: с помощью самих окислов железа, точнее, одного из них – закиси-окиси Fe3O4. Данное вещество образуется при температурах 250…5000С и по своим механическим свойствам представляет собой высоковязкую технологическую смазку. Присутствуя на поверхности заготовки, Fe3O4 перекрывает доступ кислороду воздуха при полугорячей деформации металлов и сплавов, и тем самым блокирует процесс зарождения трибохимической коррозии. Это явление используется при скоростной высадке труднодеформируемых металлов и сплавов. Эффективность данного способа обусловлена тем, что при каждом технологическом цикле контактные поверхности обновляются, а потому стабильность процесса регулируется автоматически.⁠

Жидкий камень, или Как превратить поверхность из бетона, металла и пластика в каменную или кирпичную?

Используется жидкий камень, своими руками который вы можете изготовить, и для отделки помещений разного назначения. Изделия получаются дешевыми, но очень прочными и пластичными, что порой необходимо. Это верно при облицовке поверхностей с неправильной конфигурацией. Производство можно превратить в прибыльный бизнес.

Определение жидкого гранита

Жидкий гранит – это искусственный жидкий камень.

Его преимущества обусловлены тем, что в отличии от состава гранита, в состав жидкого гранита входит очищенная мраморная крошки (80%) и полиэфирная смола (20%). Он затвердевает при добавлении к нему ускорителя и отвердителя. В процессе химических реакций выходят все вредные вещества, и в готовом состоянии изделие будет уже экологически безопасным.

Жидкий гранит может использоваться в любых помещениях: квартирах, офисах, школах, летних кухнях на даче и так далее. В качестве поверхности для напыления выступают: дерево, камень, металл, фарфор, фибергласс, керамика, древесно-стружечные и древесноволокнистые плиты. Изделия из жидкого гранита напоминают изделия из натурального камня, потому что в его состав входит мраморная крошка, и уже не нужно использовать крупные куски камня. Цветовая гамма материала разнообразна благодаря сотне цветовых красителей, которые позволяют жидкому граниту вписаться в любое помещение.

Как построить летнюю кухню на даче узнайте в данном материале.

Технико-экономическое обоснование проекта *

Расход материала на 1 м2 облицовки изделия толщиной 3 мм составит приблизительно 6 кг готовой смеси, что соответствует 3,6 кг гелькоута, 2,34 кг наполнителя и 0,06 кг отвердителя.

Таким образом, для начала деятельности потребуются:

Наименование	Объем упаковки, кг	Цена, руб.	Необходимое количество материала	Итого затраты, руб.
Гелькоут	25	9 250	2	18 500
Пигмент для окраски гелькоута в 14 цветах	1	1 000	14	14 000
Наполнитель жидкий гранит наиболее востребованных расцветок с гранулами минимального размера	1	320	30	9 600
Наполнитель жидкий гранит наиболее востребованных расцветок с гранулами среднего размера	1	320	18	5 760
Наполнитель жидкий гранит наиболее востребованных расцветок с крупными гранулами	1	320	18	5 760
Наполнитель жидкий гранит наиболее востребованных расцветок с гранулами разного размера и золотистыми вкраплениями	1	320	10	3 200
Наполнитель жидкий гранит наиболее востребованных расцветок с гранулами разного размера	1	320	18	5 760
Отвердитель	5	1 850	2	3 700
Растворитель гелькоута	1	315	2	630
Раствор парафина в стироле для облегчения шлифования готовых изделий	15	5 700	1	5 700
Топкоут для создания глянцевого покрытия	20	10 200	1	10 200
Глазурь предускоренная	1	300	2	600
Воск разделительный	0,8	800	10	8 000
Ацетон	8,75	870	1	870
Паста полировочная для удаления глубоких царапин	1	2 200	1	2 200
Паста полировочная для удаления мелких царапин	1	2 200	1	2 200
Доводочная полировочная паста	1	2 200	1	2 200
Итого материальные затраты:	98 880

Особенности

• Цвет грунта не влияет на цвет жидкого камня;
• Приятный на ощупь;
• Материал не токсичен, без запаха;
• Влагостойкость достигается путем добавления отвердителя;
• Не теряет своего вида с течением времени, долговечен – срок службы изделий более 25 лет;
• С поверхности легко удалять загрязнения;
• При перепадах температур изделие из жидкого камня не теряет формы и свойства.

Компоненты для жидкого камня:

• Пластилин;
• Стеклоткань;
• Химическая смола;
• Наполнитель;
• Отвердитель;
• Ацетон;
• Кальцинит;
• Гелькоут;
• Термоклей;
• ДСП, ДВП.

Какое оборудование вам понадобиться для начала бизнеса?

Облицовка изделий жидким камнем не требует никакого специального оборудования! Весь процесс производства осуществляется с помощью следующих инструментов.

Наименование		Назначение	Цена, руб.
Дрель-миксер BOSCH GRW 11 E	Подготовка смеси	18 500
Распылитель гелькоута G-100	Нанесение жидкого камня	6 100
Шлифовальная машина MAKITA PV7000C	Шлифовка готового изделия	9 000
Электролобзик BOSCH GST 850 BE	Изготовление заготовок, опалубок	4 600
Шуруповерт BOSCH PSR 1200	Изготовление опалубки	2 100
Дисковая пила Bosch GKS 190	Изготовление заготовок, опалубок	5 400

Общие затраты на приобретение оборудования составят 45 700 рублей.

В начале деятельности нет необходимости прибегать к помощи наемных работников: все работы может проводить сам предприниматель. В дальнейшем, с ростом объемов производства, достаточно будет нанять 1-2 рабочих.

Методы изготовления

1. Метод литья – готовая смесь заливается в специальную форму до полного высыхания. Затем готовое изделие извлекают и проводят обработку.
2. Метод напыления – распылителем на поверхность наноситься жидкий камень слоем в несколько миллиметров.

Метод прямого напыления

Метод прямого напыления – на заготовку наносят специальный грунт, дают ему высохнуть. Распылителем наносят слой жидкого камня. Шлифовка и полировка осуществляются после высыхания.

Метод обратного опыления

Метод обратного опыления – применяется, если заготовка не является частью мебели. Заготовку кладут на формовочную поверхность (ДСП, лист стекла, стол) и обводят ее по контуру. По контуру устанавливается бортик из ДСП или пластика. Наносится слой антиадгезива. После него по поверхности распыляется жидкий камень. Когда он частично затвердеет, напыляется грунт, чтобы слой камня не просвечивал. Получается форма, куда заливается полиэфирная смола. Изделие извлекают из формы, когда оно полностью затвердеет.

Фото обоев в стиле Прованс для кухни смотрите тут.

Экономика облицовки жидким камнем

Стоимость работ отличается в зависимости от региона. К тому же на рентабельности отражаются такие затратные показатели как аренда производственных помещений, заработная плата работающих. Большое значение имеет также наличие конкурентов на региональном рынке. Приведенные ниже цифры отражают приблизительную экономическую эффективность облицовки жидким камнем.

• Себестоимость устройства покрытия 1 кв. м поверхности изделия при стандартной толщине слоя в 2 мм составляет около $100.
• Стоимость реализации 1 кв.м облицованной поверхности составит примерно $250.
• Затраты времени на 1 кв. м поверхности составляют: до 30 минут на напыление и до 2,5 часов на шлифовку.

Некоторые расценки за облицовку отдельных элементов:

• плоская поверхность и торцы: цена за 1 кв. м – $180;
• отдельный фигурный торец: цена за 1 пог. м – $15;
• подбор цвета и тона – $20;
• облицовка мойки – $150-400, в зависимости от размера и сложности.

Ежемесячный доход группы из 3 человек, занятых облицовкой, может составлять от 180 до 200 тыс. руб. Учитывая невысокую стоимость инструмента, при хорошем качестве, достаточном объеме заказов и правильном ценообразовании, организованный с нуля бизнес может окупиться уже после облицовки жидким камнем 10 кв. м поверхности. Средний срок окупаемости вложений в бизнес, по отзывам специалистов, составляет до полугода, при условии постепенного роста объемов работ.

Технология изготовления

Помещение, в котором происходит изготовление жидкого гранита, должно состоять из двух комнат. Первая комната необходима для непосредственного производства, а вторая – для шлифовки полученного изделия. Температура в комнатах должна поддерживаться на уровне 20-24 градусов. Обязательно должна быть вентиляция.

Подготовка поверхности начинается с удаления с нее грязи и пыли. Перед покрытием поверхность промывается водой и тщательно просушивается. Все повреждения, царапины, трещины должны быть отремонтированы.

1. Подготовка смеси путем смешения с помощью дрели прозрачного гелькоута (полимерная смола) с гранулами в соотношении 2:1. Отвердитель добавляется перед напылением.
2. Полученная смесь наносится на изделие. Существует два способа ее нанесения: прямое напыление и обратное напыление.
3. Поверхность готового изделия шлифуют и полируют.

Основные элементы необычного дизайна кухни узнайте в этой статье.

Целевая аудитория и каналы размещения

Конечными потребителями услуги облицовки жидким камнем являются две категории покупателей:

1. физические лица (владельцы частных домов, дач) со средним и ниже среднего уровнем дохода;
2. юридические лица (строительные фирмы).

Технология ручной облицовки изделий жидким камнем предполагает изготовление нетиповых изделий, а потому работа осуществляется под заказ. Способы реализации:

• прямые продажи;
• реализация через строительные магазины: установка выставочных стендов, проведение презентаций;
• продажи с помощью посредников: сотрудничество со строительными бригадами, производителями мебели, реализаторами сантехнической продукции.

Уход за жидким гранитом

Чтобы ванны из литьевого мрамора и жидкого гранита радовали глаз долгое время, за ним нужно правильно ухаживать.

1. Не стоит разделывать пищу на поверхности, покрытой жидким гранитов, иначе будут появляться царапины. Их можно ремонтировать, но это приведет к быстрому износу поверхности.
2. На столешницы с покрытием из жидкого камня нельзя ставить горячие кружки, тарелки, кастрюли и другую посуду. Высокая температура может повредить поверхность. В мойки из этого материала тоже нельзя выливать горячую воду. Температура не должна превышать 80 градусов, и быть не ниже -50.
3. Очищать поверхность следует мягким полотенцем или губкой без абразивного слоя. Чтобы покрытие дольше служило, можно применять полироль.
4. Мойки из жидкого гранита можно чистить средствами, содержащими хлор. Это будет способствовать обновлению внешнего вида. Если поверхность матовая, то лучше использовать чистящие средства в виде геля. Они наносятся на несколько минут, затем смываются губкой.

Фото моющихся обоев для кухни можно посмотреть здесь.

Реклама и продвижение услуг

Потребителями изделий, облицованных жидким камнем, могут быть частные лица и строительные организации. Реклама частникам дается обычными способами: через местные СМИ, интернет, визитками и пр. Неплохо производить собственные изделия и выставлять их в качестве рекламы в строительных магазинах и на рынках.

Работе с организациями должно уделяться особое внимание. Ответственных лиц строительных организаций следует заинтересовать финансово в продвижении заказов, все строительные и ремонтные организации региона должны быть обеспечены рекламными материалами о преимуществе вашей продукции. Вхождение в рынок следует сопровождать льготными расценками на облицовку: пусть ваша прибыль в этот период будет вдвое ниже – для вас гораздо важнее закрепиться на рынке и обеспечить себя заказами на продолжительное время.

© Старецкая Елена, BBF.RU

Производители

• GRANITO-FARFALLA – компания, занимающаяся производством столешниц, подоконников из жидкого гранита. Качество продукции обеспечивается материалами и оборудованием от известных мировых производителей. Фирма постоянно стремится к совершенствованию технологий, улучшению технического исполнения.
• «ГРАНИТ» – компания, выпускающая декоративный наполнитель GraniStone для производства жидкого камня, и готовый к использованию жидкий состав AquaGranit, изготовленный из полиэфирной изофталевой смолы и акрила.
• «Жидкий гранит» – компания по производству столешниц, подоконников из искусственного камня, стеновых панелей и накладок для дверей под гранит.

• MASTERCOMPOSIT – производитель покрытий и изделий из искусственного камня по технологии GraniStone.
• ColGran – компания выпускает жидкий полиэфирный камень 150 цветов.
• Hi-Macs – производитель – корпорация LG выпускает камень, состоящий из 70% натуральных материалов, основу составляет акриловая смола.

Про стиль Фьюжн в интерьере кухни чиайте по ссылке.

Изделия из жидкого камня имеют красивый привлекательный вид, разнообразны по цветовым решениям и по текстуре похожи на бесшовный мрамор. Они прекрасно сочетаются с любыми отделочными материалами. Качество, безопасность и прочность дополняют список плюсов этого материала.

Технология Кевларобетон, Гранилит и Ультробетон

Это одна и та же технология, но с разными названиями.

Для нее требуется гравитационный бетоносмеситель типа “груша” только без лопастей.

Достаточно подробно эта технология изложена в видео ролике Дмитрия на Ютубе.

Если кратко, то она заключается в следующем.

При перемешивании и вращении цементной смеси, она превращается в окатыши (шарики) различного диаметра. Их размер зависит от многих причин. В среднем они бывают от 1 до нескольких сантиметров.

В качестве красителя используют железо окисные пигменты. Их добавляют в смесь на различных этапах.

Но чаще всего, для экономии материалов, за 7…10 секунд до окончания окатывания.

Шарики насыпают в формы на вибростоле.

Выводы

При уходе за жидким гранитом как и за декоративной штукатуркой в ванной комнате следует ответственно подходить к выбору чистящих средств, иначе он быстро износится и деформируется. Еще одним недостатком использования камня является низкая степень сцепления смолы с поверхностью, поэтому могут появляться пузыри и отслоения. Чтобы не допустить этого, не нужно обрабатывать поверхность. Необоснованно завышенная цена камня – недостаток для покупателей. Производители завышают ее, ссылаясь на время изготовления, вредные условия труда и трудозатраты.

Недостатки литьевого гранита и мрамора

К общим недостаткам изделий из литьевого камня можно отнести:

1. опасность повреждения при мойке с применением абразивных веществ, образования царапин при воздействии острых предметов, например при чистке металлической щеткой, появления сколов при падении тяжелых предметов;
2. относительно высокую стоимость по сравнению с другими материалами. Например, при изготовлении моек используется также нержавеющая сталь, которая намного дешевле;
3. большой вес, что требует, например, для столешницы, барной стойки или мойки, сооружения прочных опорных конструкций.

Как видно из таблицы, характеристики этих материалов практически описывают их достоинства, причем большинство характеристик, включая недостатки, одинаковы для обоих видов. Небольшие отличия касаются только показателя истираемости – у мрамора он выше, и особенностей воздействия высокой температуры на тот и другой материал.

Литьевой мрамор и гранит аналогичны по своим качествам, имеются лишь небольшие отличия в пользу искусственного гранита, поэтому выбор одного из двух материалов – дело личного вкуса.

Технология производства из жидкого гранита

Жидкий гранит Granistone – современный материал, который по многим характеристикам гораздо лучше натурального камня. Кроме того, технология его нанесения позволяет создавать любые композиционные группы и формы.

Сам материал состоит на 70% из частиц натурального мрамора, то есть каменной крошки. Также в составе есть качественные полимеры – смола и гелькоут. Смола используется для грунтования основы, она полностью безвредна для человека после застывания. Поэтому изделия Granistone могут быть использованы для производства мебели.

Гелькоут необходим для смешивания с наполнителем и получением материала для основной части изделия. Наполнитель придает ему цвет. Он содержит гранулы размером 3-4 мм. В коллекциях Granistone 427 оттенков с различными эффектами – это самый большой выбор по всему бывшему СНГ.

В процессе производства столешниц и других изделий из жидкого гранита вам также потребуются:

• отвердитель для ускорения застывания наносимых слоев;
• пигментная паста для подкрашивания смол в тон декоративных слоев изделия;
• кальцит для уменьшения усадки;
• стекломат для армирования материала;
• воск для упрощения снятия готового изделия с матрицы;
• парафин для облегчения процесса шлифования.

Подробно с поэтапным нанесением материалов на основу вы можете ознакомиться в нашем разделе «Видеотехнология».

Жидкий гранит и дизайн столешниц

Надежность жидкого гранита

Подоконник из искусственного гранита

Как убрать белый налет с искусственного гранита

7 главных преимуществ жидкого гранита

Как начать бизнес по изготовлению столешниц?

Свежая информация

10.06.2019 Снижение цен на чемоданчики и каталоги GraniStone!

С 10 июня и до 15 июля действуют специальные цены на предзаказ чемоданчиков Grani Stone и каталогов цветовых решений и готовых изделий

Отправьте заявку через форму

ООО “Гранит”. Россия,
Нижний Новгород, ул. Усольская, 69
Режим работы с 8:00 до 19:00 в рабочие дни

ООО “Гранит”. Логотипы “ Grani Stone ” и “ Grani Mix ” являются зарегистрированными товарными знаками. Любое использование знаков или их частей без разрешения правообладателя преследуется по закону.

ООО “Гранит”. Логотипы “ Grani Stone ” и “ Grani Mix ” являются зарегистрированными товарными знаками. Любое использование знаков или их частей без разрешения правообладателя преследуется по закону.

ООО “Гранит”. Россия,
Нижний Новгород, ул. Усольская, 69
Режим работы с 8:00 до 19:00 в рабочие дни

Расчеты производятся по максимуму, чтобы у вас не было недостатка материалов!

Дополнительно вам понадобится:

• Отвердитель – не более 1,5% от массы смолы и жидкого гранита
• Пигментная паста для колорирования грунта – не более 5% от массы смолы грунтовочного слоя.
• Прочие материалы для шлифовки и полировки изделий.

Минимальную фасовку и стоимость материалов смотрите в нашем прайс-листе.

Адгезия – (от латинского слова adhaesio, означающего “прилипание”) – явление, когда две поверхности разнородных тел соединены вместе за счет поверхностных сил или других механизмов сцепления. Этим термином обозначается сцепляемость, способность материала прилипать к основе, например, эмалевой пленки к грунту. Способность сцепления двух разнородных тел на молекулярном уровне, способность к сцеплению поверхностей разнородных тел. Хорошая адгезия наносимого материала к поверхности означает высокую прочность и надежность (штукатурки, шпатлевки, краски) фиксации (плитки, панелей и т. п.). Дословно, прилипаемость. Данное слово характеризует степень сцепления материалов с поверхностью.

Армирование (от латинского слова armatura, означающего “вооружение”) — усиление, увеличение прочности материала или конструкции другим материалом. Применяется при изготовлении железобетонных и каменных конструкций, изделий из стекла, пластмасс, керамики, гипса и др.

Бутанокс (Butanox) – это торговая марка отвердителя полимерных смол компании «АкзоНобель» (МЕКР, МЭКП)
Торговая марка Butanox® является всемирно известным брендом перекиси метилэтилкетона (синонимы: метилэтилкетонпероксид, МЕКР, МЭКП). Эти продукты используются для отвердения смол и гелькоутов. Применение Бутанокса очень широко – от акриловых ванн до спортивных автомобилей, от рыболовных удочек до промышленных емкостей хранения. Бутанокс является наиболее химически стабильной композицией МЭКП на рынке с гарантированно низким содержанием воды.

Инициатор (катализатор, отвердитель) – вещество, вызывающее реакцию полимеризации ненасыщенной полиэфирной смолы.

Катализатор (от греч. katalysis — роспуск) – вещество, ускоряющее или замедляющее химическую реакцию, само при этом не изменяющееся.

Воск разделительный – это внешний антиадгезионный материал. Под антиадгезионными (разделительными) составами понимают химические вещества, создающие антиадгезионный барьер между поверхностью оснастки и напыляемым слоем. Это воски и агенты, которые используются для отделения готового продукта от матрицы. Воск разделительный используется как разделительный агент для отделения изделий из полиэфирных смол и гелькоутов от матрицы или формы. Различают два типа разделительных составов – внутренние и внешние. Внешние наносятся на поверхность оснастки, внутренние – вводятся в состав связующего, (например, в смолу). Однако введение в состав связующего дополнительного компонента может привести к изменению его технологических и физико-механических свойств, что ограничивает применимость таких веществ. Для работы с жидким гранитом применяются внешние разделители, самым популярным из них и является разделительный воск.

Вязкость – свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.

Гелькоут – это особая разновидность полимерных смол – высококачественный гелькоут, модифицированный (то есть с добавлением, улучшенный) различными добавками. Продукция, изготовленная с применением гелькоута, устойчива к кислотам, хлорированной воде и почти ко всем видам химикатов. Он выдерживает кратковременное воздействие температуры 215ºС, он не поддаётся усталостному (то есть в течение длительного времени) разрушению и растрескиванию при резких перепадах температур. Также он хорошо противостоит царапинам и помутнению.
Гелькоут разработан для производства кухонных столешниц и раковин, химических ёмкостей, лодок и яхт. На кухонных столешницах, изготовленных с применением гелькоута, с течением времени не возникает вздутий и пузырей. Он также более устойчив к образованию пятен. Основными свойствами гелькоута являются повышенная (по сравнению с другими смолами) стойкость к химическому воздействию, царапанию, ударам и высокой температуре. Благодаря своей эластичности, он не подвержен растрескиванию. Он более устойчив к морской воде, к кипящей воде и к другим воздействиям воды и пара. В дополнение к этим свойствам он имеет очень светлый цвет, устойчив к пожелтению, помутнению и выцветанию. Гранулы в нем чётко выражены, и цвет их проявляется ярче, чем в обычной полимерной смоле.

Гелькоут – декоративно-защитное покрытие, (пленка), формируемое на поверхности композита с целью его защиты от воздействия окружающей среды, ультрафиолета, и придания декоративных свойств. Гелькоут – это “лицо” изделия из стеклопластика или искусственного мрамора.

Декоративный наполнитель Grani Stone ® :

Декоративный – предназначенный, служащий для украшения чего-либо. Например, Декоративная живопись. Декоративная скульптура. Декоративные растения. Произошло от французского слова Décoratif, что в свою очередь идет от латинского decorāre, что значит «украшать».

Наполнитель – вещество, добавляемое в какой-либо продукт, материал и т.п. для придания требуемых свойств. Например, Пластмасса с металлическим наполнителем. Мороженое с ореховым наполнителем.

Название Grani Stone ® образовано слиянием двух слов:
Grani – это значит Гранит, только написано латинскими буквами. Stone – в переводе с английского означает «камень». Таким образом, Grani Stone ® – означает Гранитный камень.

Если внимательно изучить и понять определения каждого слова, входящего в название продукции нашей компании, то:
Декоративный наполнитель Grani Stone ® можно определить так – вещество, состоящее из зернышек (гранул) разных размеров и цветов, смешанных в композиции, которые добавляют в гелькоут для придания изготовленному впоследствии изделию красивого внешнего вида, похожего на натуральный гранит, и требуемых свойств.

Кальци́т — минерал из группы карбонатов, одна из природных форм карбоната кальция. Исключительно широко распространён на поверхности Земли, породообразующий минерал. Кальцитом сложены известняки, меловые породы, карбонатиты. Кальцит — самый распространённый биоминерал: он участвует в строении очень многих живых организмов, в составе раковин и костей. Название «кальцит» произошло от греческого слова, означающего «известь». Другие названия минерала и его разновидностей: каменный цветок, каменная роза, бумажный шпат, сталактит, сталагмит, небесный камень, папиршпат, антраконит. Кальцит является основой известняка.
Тонко измельчённый кальцит используется как наполнитель в различных системах.

Компрессор (от лат. Compressus — сжимание) – машина для сжатия и подачи газов или воздуха под давлением.

Матрица (от лат. matrix (matricis) — матка; первопричина, источник). Зеркальная копия формы, служащая для отливки с неё изделий. Например, картонная матрица.

Октоат кобальта – это УСКОРИТЕЛЬ ОТВЕРЖДЕНИЯ СМОЛ.
(Ускоритель – прибор или вещество, способствующее ускорению какого-нибудь процесса. Примеры: Ускоритель твердения. Ускоритель вулканизации.)
Внешний вид: жидкость от розового до темно-фиолетового цвета, без комков. Допускается муть.
Способы применения октоата кобальта: растворяется в стироле в любых соотношениях и хорошо совместим со всеми типами полиэфирных ненасыщенных смол.
Основное применение: применяется в составе инициирующих систем отверждения ненасыщенных полиэфирных смол и наполненных композиций на их основе.

Органические соединения, органические вещества — класс соединений, в состав которых входит углерод.

Ортофталевые и изофталевые смолы – ортофталевые и изофталевые смолы имеют различия в кислотной основе смолы.
Изофталевая смола – смола на основе изофталевой кислоты.
Ортофталевая смола – смола на основе ортофталевой кислоты.
С точки зрения молекулярного строения, изофталевые смолы устроены более сложно, чем другие.
Изофталевые смолы обладают улучшенными физико-механическими свойствами и обеспечивают стеклопластику более высокие характеристики. К примеру, у изофталевой смолы выше коррозионная стойкость и стойкость к растворителям (по сравнению с ортофталевой смолой), она более прочная и лучше держит удары. Именно поэтому ее чаще всего используют в гелькоутах. У нее также лучше адгезионные свойства.

Парафин – Белое или желтоватое воскообразное вещество, получаемое из нефти и продуктов сухой перегонки торфа, бурого угля (используется в спичечном и карандашном производстве, как изоляционный материал, химическое сырьё, в медицине). Например, Парафиновое масло. Парафиновые свечи. Парафиновая бумага.
Название происходит от латинского parum – мало и affinis – сродный из-за его низкой восприимчивости к большинству реагентов.

Пистоле́т (от фр. pistolet ← фр. pistole от чеш. píšťala — «пищаль, дудка») — ручное короткоствольное неавтоматическое или самозарядное (реже автоматическое)огнестрельное оружие. Предназначен обычно для ведения огня на короткой дистанции (до 25-50 метров), как с одной руки, так и с двух. Может использоваться как для нападения, так и для защиты.
Пистолет для напыления назван по аналогии.

Полимер – вещество, характеризующееся многократным повторением одного или более составных звеньев, соединенных между собой в количестве, достаточном для проявления комплекса свойств, который остается практически неизменным при удалении или добавлении одного или нескольких составных звеньев.
Полимеры – вещества, образованные слиянием от двух до нескольких тысяч простых молекул (мономеров), в результате чего получается крупная молекулярная структура. Некоторые полимеры, такие как целлюлоза, встречаются в природе; другие получают синтетически, методами полимеризации. Полимеры образуют основу пластмасс и синтетических смол, и потому крайне важны в промышленности.
По происхождению полимеры делят на природные, или биополимеры (например, белки, нуклеиновые кислоты, натуральный каучук), и синтетические, то есть произведенные искусственным путем (например, полиэтилен, эпоксидные смолы).
Особенности полимеров
Особые механические свойства:

• эластичность — способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки);
• малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров (пластмассы, органическое стекло);
• способность макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля, то есть молекулы могут быть выстроены в определенном направлении, что позволяет придавать веществу определенные свойства (используется при изготовлении волокон и плёнок).

Особые химические свойства:

• способность резко изменять свои физико-механические свойства под действием малых количеств реагента (вулканизация каучука, дубление кож и т. п.). То есть вещества, состоящие из полимеров, можно легко обрабатывать, улучшая их качества. Например, на кожу ягненка (кожа является природным полимером) воздействуют малым количеством специального вещества, в результате чего получают влагоотталкивающую дубленку.
  Особые свойства полимеров объясняются не только большой молекулярной массой, но и тем, что макромолекулы имеют цепное строение и обладают уникальным для неживой природы свойством — гибкостью.

Благодаря ценным свойствам полимеры применяются в машиностроении, текстильной промышленности, сельском хозяйстве и медицине, автомобиле- и судостроении, в быту (текстильные и кожевенные изделия, посуда, клей и лаки, украшения и другие предметы). На основании высокомолекулярных соединений изготовляют резины, волокна, пластмассы, пленки и лакокрасочные покрытия. Все ткани живых организмов представляют высокомолекулярные соединения.

Раствор парафина в стироле – добавка к полиэфирным смолам в количестве 1-2%, в целях снижения эмиссии (эмиссия – от лат. Emissio – излучение) стирола. Внешний вид: прозрачная бесцветная жидкость, при температуре хранения ниже 25ºС возможно помутнение и появление хлопьев, исчезающих при прогревании до 30-40ºС.

Растворитель (от латинского solvere – ослабить) – жидкое, твёрдое или газообразное вещество, способное растворять другие твёрдые, жидкие или газообразные вещества.

Смола — 1. Липкое, твердеющее на воздухе вещество, вырабатываемое хвойными деревьями и некоторыми тропическими растениями. Например, Сосновая, еловая смола. Янтарь – это окаменелая смола.
2.обычно множественное число. Синтетические полимеры, которые в результате отвердения превращаются в неплавкие и нерастворимые продукты. Например, синтетические смолы.

Природные растительные смолы получают упариванием растительных соков, которые вытекают из растений естественным путем или при надрезании стеблей и стволов. Их можно извлечь из растительного сырья такими растворителями, как спирт и эфир. К растительным смолам относится, например, сосновая канифоль, а также смола, получаемая из клубней скаммонии (растения под названием вьюнок смолоносный), и окаменелая смола янтарь. Смолы животного происхождения редки. Одна из них, шеллак, представляет собой выделения лаковых червецов, живущих на растениях семейства мимозовых в Индии. Некоторые растительные смолы используют в медицине; так, смола скаммонии применяется как слабительное. Имеется множество сортов синтетических смол, используемых для получения пластмасс.

Огромное количество окружающих нас предметов выполнено из смол – например, корпуса телевизоров, микроволновок, телефонов и прочих бытовых приборов, сувенирная продукция, посуда и так далее.

Для производства искусственного камня используется смола, специально для этого предназначенная.

Стекломат рулонный — это армирующий материал, изготовленный из плотного рубленного стекловолоконного жгута и предназначенный для производства стеклопластиков на основе эпоксидных и полиэфирных смол. По поверхностной плотности, а также по типу связующих отрезков стекломат делят на два вида: порошковый и эмульсионный. Из этого материала изготавливают ламинат, стеклопластиковые панели, корпуса транспортных средств и многое другое. Характеризуется стекломат рядом положительных свойств: он прост в применении, хорошо формуется, имеет стабильную смачиваемость, прозрачен и влагостоек.

Стирол — бесцветная жидкость со специфическим запахом. Практически нерастворима в воде, хорошо растворима в органических растворителях, хороший растворитель полимеров. Стирол слабо токсичен, средняя летальная доза составляет около 500-5000 мг/кг (для крыс). Стирол относится к третьему классу опасности. Пары стирола раздражают слизистые оболочки.

Тиксотропность – способность вещества уменьшать вязкость (разжижаться) от механического воздействия и увеличивать вязкость (cгущаться) в состоянии покоя. Например, тиксотропная краска не капает с кисти и хорошо разравнивается. Если вязкость падает при увеличении скорости, жидкость называется тиксотропной.

Топкоут – защитное покрытие, предназначенное для создания сухой, твердой, грязеводоотталкивающей поверхности, препятствующей остаточной эмиссии стирола в окружающую среду.
Топкоут представляет собой покрытие, предназначенное для создания на поверхности изделия из стеклопластика декоративно-защитного слоя. Основное отличие топкоута от гелькоута в том, что топкоут наносится на готовое изделие, а не на поверхность матрицы. Благодаря присутствию в составе топкоута парафина поверхность после отверждения не остается липкой и хорошо шкурится и полируется.