Скорость коррозии металла – классификация, оценка и методы снижения

Подробнее о защите от коррозии

Защита металла и металлоизделий от коррозии есть приоритетное направление в работе ООО НПО Спектрум, в приведенном ниже разделе мы рассмотрим основные понятия, термины, классификацию коррозии и механизмы протекания коррозионных процессов. Коррозия главный враг металла и его сплавов, коррозия уничтожает до 10 % процентов всего производимого в мире металла. Ущерб в денежном эквиваленте невозможно посчитать, как нет возможности оценить и косвенные потери от простоя производств, станков, снижения производительности, преждевременных поломок оборудования подвергшегося коррозии, от нарушения нормального хода технологических процессов производства, от аварий, обусловленных снижением прочности металлических конструкций и так далее.

Итак, давайте последовательно разберемся, что такое коррозия, эрозия, окисление, старение, потеря прочности, «усталость» металла что подразумевают под этими терминами, как бороться с этим злом, как минимизировать потери и повысить эффективность, надежность и долговечность металла.

1. Коррозия

Применительно к терминам, коррозия есть разрушение металла, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности металла при его взаимодействии с внешней средой. Разрушению от коррозии подвержены и другие материалы, такие как бетон, строительный камень, дерево, коррозия полимеров в свою очередь называется деструкцией, но эта тема требует отдельного разговора. Наиболее знакомый вид коррозии это ржавление железа. Эрозия есть воздействие на металл таких факторов внешней среды как дождь, ветер, пыль, именно поэтому металлические арки, металлические конструкции мостов, металлические фермы, опоры и другие сооружения, где основные несущие конструкции сделаны из металла надо защищать комплексно.

Стандарты, по которым работают производители металла, основные термины касаемо самого металла и его сплавов регламентируются и прописаны в международном стандарте ISO. Вот как означает коррозия по стандарту ISO 8044 – «коррозия это физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их технической системы».

Чтобы понять механизмы возникновения коррозии металла и методы предотвращения коррозии, необходимо в первую очередь рассмотреть среду, в которой металл подвергается коррозии «корродирует», такая среда называется коррозионной или агрессивной средой (см. Приложение №1). В случае с металлами, когда говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой. Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии, является окисление металла. Любой коррозионный процесс является многостадийным: Необходим контакт коррозионной среды или отдельных ее компонентов с поверхностью металла. Известно, что большинство металлов (кроме Ag, Pt ,Cu, Au) встречаются в природе в ионном состоянии: оксиды, сульфиды, карбонаты и др., называемые обычно рудами металлов. Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется меньшей внутренней энергией. Это заметно при получении металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том, что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл, находящийся в контакте с коррозионно-активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии является термодинамическая неустойчивость системы, состоящей из металла и компонентов окружающей (коррозионной) среды. Мерой термодинамической неустойчивости является свободная энергия, освобождаемая при взаимодействии металла с этими компонентами. Но свободная энергия сама по себе ещё не определяет скорость коррозионного процесса, т. е. величину, наиболее важную для оценки коррозионной стойкости металла. В ряде случаев адсорбционные или фазовые слои (плёнки), возникающие на поверхности металла в результате начавшегося коррозионного процесса образуют настолько плотный и непроницаемый барьер, что коррозия прекращается или очень сильно тормозится. Поэтому в условиях эксплуатации металл, обладающий большим сродством к кислороду, может оказаться не менее, а более стойким (так, свободная энергия образования окисла у Cr или Al выше, чем у Fe, а по стойкости они часто превосходят Fe).

Ниже приведены фотографии к стандарту ISO 8501-1, в соответствии с которым производится оценка степени коррозии.
Оценка первоначального состояния поверхности производится с целью определения возможной и/или необходимой степени очистки, а также выбора оптимального метода подготовки поверхности.

Оценке подлежат: СТЕПЕНЬ КОРРОЗИИ, НАЛИЧИЕ ДЕФЕКТОВ, НАЛИЧИЕ ЖИРОВЫХ И МАСЛЯНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ.

A. Поверхность стали, покрытая в большей степени прочно прилегающей прокатной окалиной, но практически без ржавчины.

B. Поверхность стали, начавшая ржаветь, и с которой начинает отставать прокатная окалина.

C. Поверхность стали, с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления или с которой она может быть удалена,
на которой наблюдаются отдельные коррозионные повреждения при обычном рассмотрении.

D. Поверхность стали, с которой прокатная окалина исчезла в результате ржавления и на которой наблюдается общая коррозия при обычном рассмотрении

Приложение №1

Категории коррозии при атмосферных условиях окружающей среды по стандарту ISO 12944-2 и ISO 9223.

Потеря массы и толщины цинкового покрытия за год эксплуатации Типичные примеры для умеренного климата
степень потеря массы г/м² уменьшение толщины, мкм снаружи внутри
С1 незначительная ≤ 0,7 ≤ 0,1 Обогреваемые здания с нейтраль-ной атмосферой, например: офисы, магазины, школы, гостиницы.
С2 слабая > 0,7-5 > 0,1-0,7 Атмосфера с незначительным загрязнением. В основном сельские районы. Неотапливаемые здания, где выступает конденсация, например: склады, спортзалы.
С3 умеренная > 5-15 > 0,7-2,1 Атмосфера города и промышленных зон. Умеренное загрязнение двуокисью серы. Производственные помещения с высокой влажностью и слабым загрязнением воздуха, например: по производству продуктов питания, прачечные, пивоварни, молокозаводы.
С4 сильная > 15-30 > 2,1-4,2 Промышленные районы и побережье с умеренной концентрацией солей. Химические сооружения, бассейны, домики над водой.
С5-I очень сильная (промышленная) > 30-60 > 4,2-8,4 Промышленные районы с высокой влажностью и агрессивной атмосферой. Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и сильным загрязнением.
C5-M очень сильная (море) > 30-60 > 4,2-8,4 Прибрежные зоны с высокой концентрацией солей. Здания или зоны с почти постоянной конденсацией и сильным загрязнением.
Примечание: в прибрежных районах с теплым влажным климатом потери массы или снижение толщины могут превышать границы категории С5-М.

2.Классификация коррозии

2.1.Виды коррозии. Классификация по виду, геометрическому характеру коррозионных разрушений на поверхности или в объёме металла.

Коррозию, захватившую всю поверхность металла, называют сплошной. Сплошную коррозию делят на равномерную и неравномерную, в зависимости от глубины коррозионного разрушения на разных участках. При местной коррозии поражения локальны и оставляют практически незатронутой значительную (иногда подавляющую) часть поверхности. В зависимости от степени локализации различают коррозионные пятна, язвы и точки. Точечные поражения могут дать начало под поверхностной коррозии, распространяющейся в стороны под очень тонким (например, наклёпанным) слоем металла, который затем вздувается пузырями или шелушится. Наиболее опасные виды местной коррозии – межкристаллитная (интеркристаллитная), которая, не разрушая зёрен металла, продвигается вглубь по их менее стойким границам, и транскристаллитная, рассекающая металл трещиной прямо через зёрна. Почти не оставляя видимых следов на поверхности, эти поражения могут приводить к полной потере прочности и разрушению детали или конструкции. Близка к ним по характеру ножевая коррозия, словно ножом разрезающая металл вдоль сварного шва при эксплуатации некоторых сплавов в особо агрессивных растворах. Иногда специально выделяют поверхностную нитевидную коррозию, развивающуюся, например, под неметаллическими покрытиями, и послойную коррозию, идущую преимущественно в направлении пластической деформации. Специфична избирательная коррозия, при которой в сплаве могут избирательно растворяться даже отдельные компоненты твёрдых растворов (например, обесцинкование латуней).

2.2 Классификация коррозии по механизму реакций взаимодействия металла со средой (химическая и электрохимическая коррозия).

Коррозия является химической, если после разрыва металлической связи атомы металла непосредственно соединяются химической связью с теми атомами или группами атомов, которые входят в состав окислителей, отнимающих валентные электроны металла. Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является электролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропроводных органических жидкостях). Скорость химической коррозии чаще всего определяется диффузией частиц металла и окислителя через поверхностную плёнку продуктов коррозии (высокотемпературное окисление большинства металлов газами), иногда – растворением или испарением этой плёнки (высокотемпературное окисление W или Mo), её растрескиванием (окисление Nb при высоких температурах) и изредка – конвективной доставкой окислителя из внешней среды (при очень малых его концентрациях).
Коррозия является электрохимической, если при выходе из металлической решётки образующийся катион вступает в связь не с окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды; окислителю же передаются электроны, освобождающиеся при образовании катиона. Такой процесс возможен в тех случаях, когда в окружающей среде существуют два типа реагентов, из которых одни (сольватирующие или комплексообразующие) способны соединяться устойчивыми связями с катионом металла без участия его валентных электронов, а другие (окислители) могут присоединять валентные электроны металла, не удерживая около себя катионы. Подобными свойствами обладают растворы или расплавы электролитов, где сольватированные катионы сохраняют значительную подвижность. Таким образом, при электрохимической коррозии удаление атома из металлической решётки (что составляет суть любого коррозионного процесса) осуществляется в результате двух независимых, но сопряжённых, связанных между собой электрическим балансом, электрохимических процессов: анодного – переход сольватируемых катионов металла в раствор, и катодного – связывание окислителем освобождающихся электронов. Отсюда следует, что процесс электрохимической коррозии можно замедлить не только путём непосредственного торможения анодного процесса, но также воздействуя на скорость катодного. Наиболее распространены два катодных процесса: разряд водородных ионов (2е + 2H+ = H2) и восстановление растворённого кислорода (4е + O2 + 4H+ = 2H2O или 4е + O2 + 2H2O = 4ОН-), которые часто называют соответственно водородной и кислородной деполяризацией.
Анодный и катодный процессы с той или иной вероятностью и в той или иной последовательности протекают в любых точках металлической поверхности, где катионы и электроны могут взаимодействовать с компонентами коррозионной среды. Если поверхность однородна, то катодные и анодные процессы равновероятны по всей её площади; в таком идеальном случае коррозию называют гомогенно-электрохимической (отмечая, таким образом, отсутствие какой-либо неоднородности в распределении вероятности электрохимических процессов в любой точке поверхности, что, конечно, не исключает термодинамической гетерогенности взаимодействующих фаз). В действительности на металлических поверхностях существуют участки с различными условиями доставки реагирующих компонентов, с разным энергетическим состоянием атомов или с различными примесями. На таких участках возможно более энергичное протекание либо анодного, либо катодного процессов, и коррозия становится гетерогенно-электрохимической.

Читайте также:
Чем разбавить битумную мастику для гидроизоляции: виды растворителей, порядок их применения

2.3. Классификация коррозии по типу коррозионной среды

Некоторые коррозионные среды и вызываемые ими разрушения столь характерны, что по названию этих сред классифицируются и протекающие в них коррозионные процессы.
Как правило, металлические изделия и конструкции подвергаются действию многих видов коррозии – в этих случаях говорят о действии так называемой смешанной коррозии.
Газовая коррозия – коррозия в газовой среде при высоких температурах.
Атмосферная коррозия – коррозия металла в условиях атмосферы при влажности, достаточной для образования на поверхности металла пленки электролита (особенно в присутствии агрессивных газов или аэрозолей кислот, солей и т.д.). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии.
Жидкостная коррозия – коррозия в жидких средах. По условиям воздействия жидкой среды на металл этот тип коррозии также характеризуется как коррозия при полном погружении, при неполном погружении, при переменном погружении, имеющие свои характерные особенности.
Подземная коррозия – коррозия металла в грунтах и почвах. Характерной особенностью подземной коррозии является большое различие в скорости доставки кислорода (основной деполяризатор) к поверхности подземных конструкций в разных почвах (в десятки тысяч раз).

2.4. Классификация коррозии по характеру дополнительных воздействий

Коррозия под напряжением развивается в зоне действия растягивающих или изгибающих механических нагрузок, а также остаточных деформаций или термических напряжений. Коррозия под напряжением как правило, ведёт к транскристаллитному коррозионному растрескиванию, которому подвержены, например, стальные тросы и пружины в атмосферных условиях, углеродистые и нержавеющие стали в паросиловых установках, высокопрочные титановые сплавы в морской воде и т. д. При знакопеременных нагрузках может проявляться коррозионная усталость, выражающаяся в более или менее резком понижении предела усталости металла в присутствии коррозионной среды. Коррозионная эрозия (или коррозия при трении) представляет собой ускоренный износ металла при одновременном воздействии взаимно усиливающих друг друга коррозионных и абразивных факторов (трение скольжения, поток абразивных частиц и т. п.). Родственная ей кавитационная коррозия возникает при кавитационных режимах обтекания металла агрессивной средой, когда непрерывное возникновение и «захлопывание» мелких вакуумных пузырьков создаёт поток разрушающих микрогидравлических ударов, воздействующих на поверхность металла. Близкой разновидностью можно считать и фреттинг-коррозию, наблюдаемую в местах контакта плотно сжатых или катящихся одна по другой деталей, если в результате вибраций между их поверхностями возникают микроскопические смещения сдвига.
Утечка электрического тока через границу металла с агрессивной средой вызывает в зависимости от характера и направления утечки дополнительные анодные и катодные реакции, могущие прямо или косвенно вести к ускоренному местному или общему разрушению металла (коррозия блуждающим током). Сходные разрушения, локализуемые вблизи контакта, может вызвать соприкосновение в электролите двух разнородных металлов, образующих замкнутый гальванический элемент, – контактная коррозия. В узких зазорах между деталями, а также под отставшим покрытием или наростом, куда проникает электролит, но затруднён доступ кислорода, необходимого для пассивации металла, может развиваться щелевая коррозия, при которой растворение металла в основном происходит в щели, а катодные реакции частично или полностью протекают рядом с ней на открытой поверхности.
Принято выделять также биологическую коррозию, идущую под влиянием продуктов жизнедеятельности бактерий и др. организмов, и радиационную коррозию – при воздействии радиоактивного излучения.

Коррозия и виды коррозии

Термин коррозия происходит от латинского «corrosio», что означает разъедать, разрушать. Этот термин характеризует как процесс разрушения, так и результат.

Среда, в которой металл подвергается коррозии (коррозирует) называется коррозионной или агрессивной средой.

В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой. Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии является окисление металла.

Любой коррозионный процесс является многостадийным:

  1. Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла.
  2. Взаимодействие среды с металлом.
  3. Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объем жидкости, если среда жидкая).

Коррозионный процесс является самопроизвольным, следовательно G=G-G (G и G относятся к начальному и конечному состоянию соответственно). Если G>G то G 0 коррозионный процесс невозможен; G=0 система металл-продукт находится в равновесии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии металла является термодинамическая неустойчивость металлов в заданной среде.

1. Классификация коррозионных процессов.

  1. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металла.Химическая коррозия — это взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисляется металл и восстанавливается окислительные компоненты коррозионной среды протекают в одном акте. Так протекает окисление большинства металлов в газовых средах содержащих окислитель (например, окисление в воздухе при повышении температуры).Электрохимическая коррозия — это взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной компоненты среды происходит не водном акте, и их скорости зависят от электродного потенциала металла. По такому процессу протекают, например, взаимодействие металла с кислотами.
  2. По характеру коррозионного разрушения.Общая или сплошная коррозия при которой коррозирует вся поверхность металла. Она соответственно делится на равномерную (1а), не равномерную (1б) и избирательную (1в), при которой коррозионный процесс распространяется преимущественно по какой-либо структурной составляющей сплава.Местная коррозия при которой коррозируют определенные участки металла:
    1. коррозия язвами — коррозионные разрушения в виде отдельных средних и больших пятен (коррозия латуни в морской воде)
    2. межкристаллическая коррозия при ней процесс коррозии распространяется по границе металл-сплав (алюминий сплавляется с хромоникелем) и другие виды коррозии.
  3. По условиям протекания процесса.
    1. Газовая коррозия — это коррозия в газовой среде при высоких температурах. (жидкий металл, при горячей прокатке, штамповке и др.)
    2. Атмосферная коррозия — это коррозия металла в естественной атмосфере или атмосфере цеха (ржавление кровли, коррозия обшивки самолета).
    3. Жидкостная коррозия — это коррозия в жидких средах: как в растворах электролитов, так и в растворах не электролитов.
    4. Подземная коррозия — это коррозия металла в почве
    5. Структурная коррозия — коррозия из-за структурной неоднородности металла.
    6. Микробиологическая коррозия — результат действия бактерий
    7. Коррозия внешним током — воздействие внешнего источника тока (анодное или катодное заземление)
    8. Коррозия блуждающими токами — прохождение тока по непредусмотренным путям по проекту.
    9. Контактная коррозия — сопряжение разнородных электрохимических металлов в электропроводящей среде.
    10. Коррозия под напряжением — одновременное воздействие коррозионной среды и механического напряжения.
Читайте также:
Эмалировка ванн своими руками: инструкция по подготовке и нанесению эмали

1.2 Показатель скорости коррозии.

Для установления скорости коррозии металла в данной среде обычно ведут наблюдения за изменением во времени какой-либо характеристики, объективно отражающей изменение свойства металла.

Чаще всего в коррозионной практике используют следующие показатели.

  1. Показатель изменения массы — изменение массы образца в результате коррозии отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени (например, г/м ч) в зависимости от условий коррозии различают:
    1. отрицательный показатель изменения массы
    2. положительный показатель изменения массы
  2. Объемный показатель коррозииПрименительно к электрохимической коррозии когда процесс катодной деполяризации осуществляется за счет разряда ионов водорода, например, по схеме 2Н + 2е = Н, или ионизация молекул кислорода О + 4е +2НО = 4ОН; вводятся соответственно кислородный (К ) и водородный (К ) показатель соответственно.Водородный показатель коррозии — это объем выделившегося Н в процессе коррозии, отнесенный к Su .

    Кислородный показатель коррозии — это объем поглощенного в процессе О , отнесенный к Su .
    Показатель сопротивления.Изменение электрического сопротивления образца металла за определенное время испытаний также может быть использован в качестве показания коррозии (К).КR = ( R/Ro)100% за время t

    где Ro и R электрическое сопротивление образца соответственно до и после коррозии.

    У этого способа есть некоторый недостаток толщина металла во все время испытаний должна быть одинаковой и по этой причине чаще всего определяют удельное сопротивление, т.е. изменение электрического сопротивления на единицу площади образца (см, мм) при длине равной единице. Этот метод имеет ограничения применения (для листового металла не более 3мм). Наиболее точные данные получают для проволочных образцов. Этот метод не пригоден для сварных соединений.

  3. Механический показатель коррозии.Изменение какого-либо свойства металла за время коррозии . Сравнительно часто пользуются изменением предела прочности.Глубина коррозионного разрушения может быть средней или максимальной. Глубинный показатель коррозии можно использовать для характеристики как равномерной., так и неравномерной коррозии (в том числе и местной) металлов. Он удобен для сравнения скорости коррозии металла с различными плотностями. Переход от массового, токового и объемного к глубинному возможен при равномерной коррозии.

2. Электрохимическая коррозия.

Электрохимическая коррозия является наиболее распространенным типом коррозии металлов. По электрохимическому механизму коррозируют металлы в контакте с растворами электролитов (морская вода, растворы кислот, щелочей, солей) . В обычных атмосферных условиях и в земле металлы коррозируют также по электрохимическому механизму , т.к. на их поверхности имеются капли влаги с растворенными компонентами воздуха и земли. Электрохимическая коррозия является гетерогенным и многостадийным процессом. Ее причиной является термодинамическая неустойчивость металлов в данной коррозионной среде.

Термодинамика электрохимической коррозии металлов.

Стремлением металлов переходить из металлического состояния в ионное для различных металлов различно. Вероятность такого перехода зависит также от природы коррозионной среды. Такую вероятность можно выразить уменьшением свободной энергии при протекании реакции перехода в заданной среде при определенных условиях.

Следовательно, для электрохимического растворения металла необходимо присутствие в растворе окислителя (деполяризатора, который бы осуществлял катодную реакцию ассимиляции электронов), обратимый окислительно-восстановительный потенциал которого положительнее обратимого потенциала металла в данных условиях.

Катодные процессы при электрохимической коррозии могут осуществляться различными веществами.

  1. ионами
  2. молекулами
  3. оксидами и гидрооксидами (как правило малорастворимыми продуктами коррозии, образованными на поверхности металлов)
  4. органическими соединениями

В коррозионной практике в качестве окислителей-деполяризаторов, осуществляющих коррозию, выступают ионы водорода и молекулы растворенного в электролите кислорода.

При увеличении активности ионов металла (повышение концентрации ионов металла в растворе), потенциал анода возрастает, что приводит к торможению растворения металла. Понижение активности металла, напротив, способствует растворению металла. В ходе коррозионного процесса изменяются не только свойства металлической поверхности, но и контактирующего раствора (изменение концентрации отдельных его компонентов). При уменьшении, например, концентрации деполяризатора, у катодной зоны может оказаться, что катодная реакция деполяризации термодинамически невозможна.

Гомогенные и гетерогенные пути электрохимической коррозии.

Причину коррозии металлов в растворах, не содержащих одноименных ионов, объясняет теория необратимых потенциалов. Эта теория рассматривает поверхность металлов как однородную, гомогенную. Основной и единственной причиной растворения (коррозии) таких металлов является термодинамическая возможность протекания анодного и катодного актов. Скорость растворения (коррозии) будет определяться кинетическими факторами. Но гомогенную поверхность металлов можно рассматривать как предельный случай, который может быть реализован, например, в жидких металлах. (ртуть и амальгамы металлов). Для твердых металлов такое допущение будет ошибочным, хотя бы потому что различные атомы сплава (и чистого металла) занимают различное положение в кристаллической решетке. Наиболее сильное отклонение от гомогенной конструкции будет наблюдаться при наличии в металле инородных включений, интерметаллидов, границ зерен и т.д. В этом случае, разумеется, поверхность является гетерогенной. Установлено, что даже при наличии на поверхности металла неоднородностей в целом поверхность остается эквипотенциальной.

Таким образом, неоднородность поверхностей сплава не может являться основной причиной общей коррозии металла. Наиболее существенной в подобных случаях является ионизация растворения анодной составляющей вблизи катодной составляющей, это возможно, если на поверхности металлической конструкции возникают гальванические элементы. Рассмотрим некоторые из них:

а) неоднородность металлической фазы, обусловленная неоднородностью сплава, а также в результате микро и макровключений.

б) неоднородность поверхности металла в следствие наличия границ блоков и зерен кристаллов, выход дислокаций на поверхность, анизотропность кристаллов.

в), г) неоднородность защитных пленок на поверхности за счет микро и макропор пленки (в), за счет неравномерного образования на поверхности вторичных продуктов коррозии (г) и др.

Мы рассмотрели два крайних механизма саморастворения металлов: равномерное растворение идеально гомогенной поверхности и растворения (в основном локальное) микроэлементов при пространственном разделении катодных и анодных зон (процессов).

В общем случае, необходимо считаться с возможностью протекания на анодных участках наряду с основными анодными процессами катодных процессов, на катодных же участках могут протекать с пониженной скоростью анодные процессы растворения.

Можно сделать вывод, что нет оснований противопоставлять «гомогенный» и «гетерогенный» пути протекания коррозионных процессов. Правильнее будет их рассматривать как факторы, взаимно дополняющие друг друга. Основной же причиной коррозии металлов остается по-прежнему термодинамическая вероятность протекания в данных условиях на металле анодных процессов ионизации металла и сопряженного с ним катодного процесса деполяризации.

Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов.

Для протекания коррозионного процесса существенным является состояние форма соединения , в котором находится катион металла в растворе. Ионизация металла с последующим переходом в раствор простых компонентов металла представляет лишь одно из возможных направлений анодных процессов. Форма их конкретного состояния во многом определяется как природой металла и контактирующей с ним средой , так и направлением и величиной поляризующего тока (или электродного потенциала). Переходя в раствор, коррозирующий металл вступает в связь либо с растворителем, либо с компонентами раствора. При этом могут образовываться простые и комплексные соединения с различной растворимостью и с различной адгезией к поверхности металла. При высоких положительных значениях потенциала на аноде возможен процесс окисления воды с выделением кислорода. В зависимости от того, какие процессы или их сочетания протекают на аноде, они могут в значительной мере (а иногда и полностью) контролировать суммарный процесс коррозии.

Причины анодного растворения металлов.

Простейшими анодными реакциями являются такие , в результате которых образуются растворимые гидратированные и комплексные катионы,. которые отводятся от анода путем диффузии, миграции (перенос за счет электрического поля) или конвекции.

Полярные молекулы жидкости электростатически взаимодействуют с заряженными ионами, образуют сольватные (в случае воды-гидратные) комплексы. Обладающие значительно меньшим запасом энергии чем ионы в кристаллической решетки металла. Величину этого понижения можно оценить, исходя из соображений предложенных Борном. Полный электрический заряд в вакууме обладает энергией, равной потенциальной энергии. Для определения величины энергии заряда представим, что проводящая сфера радиусом r имеет заряд q. Внесение еще одной части заряда dq в сферу должно быть встречено отталкивающими силами df=qdq/r. Поистине огромное уменьшение энергии иона в водном растворе указывает на устойчивость такого состояния в нем. Таким образом, причиной перехода атомов металла с поверхности и их ионизация является электростатическое взаимодействие (сольватация) ионов металла с полярными молекулами растворителя.

Анодная пассивность металлов.

При значительном торможении анодной реакции ионизации металла скорость коррозионного процесса может понизится на несколько порядков. Такое состояние металла принято называть анодной пассивностью. Пассивность можно определить следующим образом: пассивность — состояние повышенной коррозионной устойчивости металла или сплава (в условиях, когда термодинамически он является реакционно способным), Вызванное преимущественным торможением анодного процесса т.е. может произойти так, что в реальных условиях скорость коррозии «активных» элементов оказывается весьма незначительной в следствии наступления пассивного состояния. Например, титан расположенный левее цинка, и хром, расположенный рядом с цинком, в следствии наступления пассивности оказываются более коррозионностойкими в большинстве водных сред, чем цинк. На склонность к пассивному состоянию влияет природа системы металл-раствор. Наибольшую склонность к переходу в пассивное состояние проявляют Ti,Ni,Al,Mg,Fe,Co и др.

Наступление пассивного состояния приводит к значительному изменению формы анодной поляризационной кривой. Кривая может быть разбита на несколько характерных участков:

Но начиная с В становится возможным процесс образования защитного слоя (фазового или адсорбционного), скорость которого растет при смещении потенциала в положительную сторону. Это приводит к торможению анодного растворения (BD). В точке D, соответствующей потенциалу ( потенциал начала пассивации) скорость образования защитного слоя равна скорости его растворения. Далее идет рост защитного слоя, экранирующего поверхность, скорость анодного растворения резко понижается (DE). В точке Е, соответствующей потенциалу полной пассивации металл оказывается в пассивном состоянии. На участке EF (область пассивного состояния) скорость анодного процесса не зависит от потенциала, а определяется скоростью химического растворения защитной пленки. Ток соответствующий области пассивного состояния, называется током пассивного состояния (i ). Положительнее F возможна ( -потенциал перепассивации) новая ветвь активного растворения с образованием катионов более высокой валентности.

При высоких положительных потенциалах возможен локализованный пробой оксидной пленки — металл начинает растворятся по типу питтинга (PP’) называют потенциалом питтингообразования.

Металл запассивированный в данной среде, может сохраняться в пассивном состоянии некоторое время в непассивирующей среде.

3. Деполяризация.

При наличии в растворе газообразного кислорода и не возможностью протекания процесса коррозии с водородной деполяризацией основную роль деполяризатора исполняет кислород коррозионные процессы, у которых катодная деполяризация осуществляется растворенным в электролите кислородом, называют процессами коррозии металлов с кислородной деполяризацией. Это наиболее распространенный тип коррозии металла в воде, в нейтральных и даже в слабокислых солевых растворах, в морской воде, в земле, в атмосфере воздуха.

Коррозия металла с кислородной деполяризацией в большинстве практических случаев происходит в электролитах, соприкасающихся с атмосферой, парциальное давление кислорода в которой Р=0,21 атм. Следовательно, при определении термодинамической возможности протекания коррозионного процесса с кислородной деполяризацией следует производить учитывая реальное парциальное давление кислорода в воздухе (см. табл.). Т.к. значения (V ) очень положительны, то условия соблюдаются в очень многих случаях. В следующей таблице приведены значения ЭДС и изменения изобарно-изотермических потенциалов коррозионных процессов с кислородной деполяризацией:

Изучение восстановления кислорода на неблагородных металлах (а именно они представляют наибольший интерес с точки зрения коррозии) затрудняется тем, что при катодной поляризации электрода металл может иметь потенциал более положительный, чем равновесный и, следовательно, подвергается окислению (ионизации).

При катодной поляризации в определенном интервале потенциалов будут происходить одновременно два процесса восстановление кислорода и окисление металла. Окисление металла прекратится когда потенциал металла будет равен или станет отрицательнее равновесного потенциала металла. Эти обстоятельства затрудняют изучение процессов кислородной деполяризации.

Реферат: Классификация коррозионных процессов

  1. Введение
  2. Основы теории коррозии
  3. Классификация коррозионных процессов
  4. Показатель скорости коррозии

Методы защиты от коррозии

Очистка и подготовка поверхности

Приложение № 1 («Классификация коррозии. »)

Приложение № 2 («Влияние технологических факторов на долговечность покрытий»)

Приложение № 3 («Струйная очистка»)

Приложение № 3.1 («Краски и покрытия. Подготовка стальной поверхности. Оценка чистоты поверхности» )

Приложение № 3.2 («Краски и покрытия. Подготовка стальной поверхности.

Оценка запыленности поверхности»)

Приложение № 4 («Характеристики шероховатости стальной поверхности»)

Коррозия – это разрушение твердых тел, вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимодействии с внешней средой. Даже само слово коррозия произошло от позднелатинского corrosio – разъедание. Особенный ущерб приносит коррозия металлов. Распространенный и наиболее знакомый всем нам вид коррозии – ржавление железа. Термин «коррозия» применим к металлам, бетону, некоторым пластмассам и другим материалам. Кроме коррозии, металлические (в частности, строительные) конструкции подвергаются действию эрозии – разрушению поверхности материала под влиянием механического воздействия. Эрозию провоцируют дожди, ветры, песчаная пыль и прочие природные факторы. Поэтому арки мостов, строительные фермы и другие сооружения надо защищать комплексно. Таким образом, коррозия – это физико-химическое взаимодействие металла со средой, ведущее к разрушению металла. В результате коррозии металлы переходят в устойчивые соединения – оксиды или соли, в виде которых они находятся в природе. Коррозия съедает до 10 процентов производимого в стране металла. Трудно учесть более высокие косвенные потери от простоев и снижения производительности оборудования, подвергшегося коррозии, от нарушения нормального хода технологических процессов, от аварий, обусловленных снижением прочности металлических конструкций и т.п.

Почему коррозия называется коррозией?

Слово коррозия происходит от латинского «corrodo» – «грызу». Некоторые источники ссылаются на позднелатинское «corrosio» – «разъедание». Не следует путать понятия «коррозия» и «ржавчина». Если коррозия – это процесс, то ржавчина один из его результатов. Это слово применимо только к железу, входящему в состав стали и чугуна. В дальнейшем под термином «коррозия» мы будем подразумевать коррозию металлов. Согласно международному стандарту ISO 8044 под коррозией понимают физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их технической системы. РЖАВЧИНА – это слой частично гидратированных оксидов железа, образующийся на поверхности железа и некоторых его сплавов в результате коррозии. Коррозионному разрушению подвержены также бетон, строительный камень, дерево, другие материалы; коррозия полимеров называется деструкцией.

2. Основы теории коррозии

Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует) называется коррозионной или агрессивной средой (см. Приложение № 1). В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют ввиду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.

Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии является окисление металла. Любой коррозионный процесс является многостадийным:

  1. Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла.
  2. Взаимодействие среды с металлом.
  3. Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объем жидкости, если среда жидкая).

Известно что большинство металлов ( кроме Ag,Pt ,Cu,Au) встречаются в природе в ионном состоянии: оксиды, сульфиды, карбонаты и др., называемые обычно руды металлов. Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется более меньшей внутренней энергией. Это заметно при получение металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том , что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл находящийся в контакте с коррозионно- активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии является термодинамическая неустойчивость системы, состоящей из металла и компонентов окружающей (коррозионной) среды. Мерой термодинамической неустойчивости является свободная энергия, освобождаемая при взаимодействии металла с этими компонентами. Но свободная энергия сама по себе ещё не определяет скорость коррозионного процесса, т. е. величину, наиболее важную для оценки коррозионной стойкости металла. В ряде случаев адсорбционные или фазовые слои (плёнки), возникающие на поверхности металла в результате начавшегося коррозионного процесса образуют настолько плотный и непроницаемый барьер, что коррозия прекращается или очень сильно тормозится. Поэтому в условиях эксплуатации металл, обладающий большим сродством к кислороду, может оказаться не менее, а более стойким (так, свободная энергия образования окисла у Cr или Al выше, чем у Fe, а по стойкости они часто превосходят Fe).

3. Классификация коррозионных процессов

3.1. По виду (геометрическому характеру) коррозионных разрушений на поверхности или в объёме металла.

Коррозию, захватившая всю поверхность металла, называется сплошной . Её делят на равномерную и неравномерную в зависимости от того, одинакова ли глубина коррозионного разрушения на разных участках. При местной коррозии поражения локальны и оставляют практически незатронутой значительную (иногда подавляющую) часть поверхности. В зависимости от степени локализации различают коррозионные пятна, язвы и точки (питтинг) . Точечные поражения могут дать начало подповерхностной коррозии. распространяющейся в стороны под очень тонким (например, наклёпанным) слоем металла, который затем вздувается пузырями или шелушится. Наиболее опасные виды местной коррозии — межкристаллитная (интеркристаллитная) , которая, не разрушая зёрен металла, продвигается вглубь по их менее стойким границам, и транскристаллитная, рассекающая металл трещиной прямо через зёрна. Почти не оставляя видимых следов на поверхности, эти поражения могут приводить к полной потере прочности и разрушению детали или конструкции. Близка к ним по характеру ножевая коррозия, словно ножом разрезающая металл вдоль сварного шва при эксплуатации некоторых сплавов в особо агрессивных растворах. Иногда специально выделяют поверхностную нитевидную коррозию, развивающуюся, например, под неметаллическими покрытиями, и послойную коррозию, идущую преимущественно в направлении пластической деформации. Специфична избирательная коррозия, при которой в сплаве могут избирательно растворяться даже отдельные компоненты твёрдых растворов (например, обесцинкование латуней).

3.2. По механизму реакций взаимодействия металла со средой (химическая и электрохимическая коррозия).

Коррозия является химической , если после разрыва металлической связи атомы металла непосредственно соединяются химической связью с теми атомами или группами атомов, которые входят в состав окислителей, отнимающих валентные электроны металла. Химическая коррозия возможна в любой коррозионной среде, однако чаще всего она наблюдается в тех случаях, когда коррозионная среда не является электролитом (газовая коррозия, коррозия в неэлектропроводных органических жидкостях). Скорость её чаще всего определяется диффузией частиц металла и окислителя через поверхностную плёнку продуктов коррозии (высокотемпературное окисление большинства металлов газами), иногда — растворением или испарением этой плёнки (высокотемпературное окисление W или Mo), её растрескиванием (окисление Nb при высоких температурах) и изредка — конвективной доставкой окислителя из внешней среды (при очень малых его концентрациях).

Коррозия является электрохимической , если при выходе из металлической решётки образующийся катион вступает в связь не с окислителем, а с другими компонентами коррозионной среды; окислителю же передаются электроны, освобождающиеся при образовании катиона. Такой процесс возможен в тех случаях, когда в окружающей среде существуют два типа реагентов, из которых одни (сольватирующие или комплексообразующие) способны соединяться устойчивыми связями с катионом металла без участия его валентных электронов, а другие (окислители) могут присоединять валентные электроны металла, не удерживая около себя катионы. Подобными свойствами обладают растворы или расплавы электролитов, где сольватированные катионы сохраняют значительную подвижность. Таким образом, при электрохимической коррозии удаление атома из металлической решётки (что составляет суть любого коррозионного процесса) осуществляется в результате двух независимых, но сопряжённых, связанных между собой электрическим балансом, электрохимических процессов: анодного — переход сольватируемых катионов металла в раствор, и катодного — связывание окислителем освобождающихся электронов. Отсюда следует, что процесс электрохимической коррозии можно замедлить не только путём непосредственного торможения анодного процесса, но также воздействуя на скорость катодного. Наиболее распространены два катодных процесса: разряд водородных ионов (2е + 2H + = H2 ) и восстановление растворённого кислорода (4e +O2 +4H + = 2H2 O или 4e +O2 +2H2 O = 4ОН – ), которые часто называют соответственно водородной и кислородной деполяризацией.

Анодный и катодный процессы с той или иной вероятностью и в той или иной последовательности протекают в любых точках металлической поверхности, где катионы и электроны могут взаимодействовать с компонентами коррозионной среды. Если поверхность однородна, то катодные и анодные процессы равновероятны по всей её площади; в таком идеальном случае коррозию называют гомогенно-электрохимической (отмечая таким образом отсутствие какой-либо неоднородности в распределении вероятности электрохимических процессов в любой точке поверхности, что, конечно, не исключает термодинамической гетерогенности взаимодействующих фаз). В действительности на металлических поверхностях существуют участки с различными условиями доставки реагирующих компонентов, с разным энергетическим состоянием атомов или с различными примесями. На таких участках возможно более энергичное протекание либо анодного, либо катодного процессов, и коррозия становится гетерогенно-электрохимической.

3.3. По типу коррозионной среды

Некоторые коррозионные среды и вызываемые ими разрушения столь характерны, что по названию этих сред классифицируются и протекающие в них коррозионные процессы.

Как правило, металлические изделия и конструкции подвергаются действию многих видов коррозии – в этих случаях говорят о действии так называемой смешанной коррозии.

Газовая коррозия – коррозия в газовой среде при высоких температурах.

Атмосферная коррозия – коррозия металла в условиях атмосферы при влажности, достаточной для образования на поверхности металла пленки электролита (особенно в присутствии агрессивных газов или аэрозолей кислот, солей и т.д.). Особенностью атмосферной коррозии является сильная зависимость ее скорости и механизма от толщины слоя влаги на поверхности металла или степени увлажнения образовавшихся продуктов коррозии.

Жидкостная коррозия – коррозия в жидких средах. По условиям воздействия жидкой среды на металл этот тип коррозии также характеризуется как коррозия при полном погружении, при неполном погружении, при переменном погружении, имеющие свои характерные особенности.

Подземная коррозия – коррозия металла в грунтах и почвах. Характерной особенностью подземной коррозии является большое различие в скорости доставки кислорода (основной деполяризатор) к поверхности подземных конструкций в разных почвах (в десятки тысяч раз).

3.4.По характеру дополнительных воздействий

Коррозия под напряжением развивается в зоне действия растягивающих или изгибающих механических нагрузок, а также остаточных деформаций или термических напряжений и, как правило, ведёт к транскристаллитному коррозионному растрескиванию , которому подвержены, например, стальные тросы и пружины в атмосферных условиях, углеродистые и нержавеющие стали в паросиловых установках, высокопрочные титановые сплавы в морской воде и т. д. При знакопеременных нагрузках может проявляться коррозионная усталость, выражающаяся в более или менее резком понижении предела усталости металла в присутствии коррозионной среды. Коррозионная эрозия (или коррозия при трении) представляет собой ускоренный износ металла при одновременном воздействии взаимно усиливающих друг друга коррозионных и абразивных факторов (трение скольжения, поток абразивных частиц и т. п.). Родственная ей кавитационная коррозия возникает при кавитационных режимах обтекания металла агрессивной средой, когда непрерывное возникновение и «захлопывание» мелких вакуумных пузырьков создаёт поток разрушающих микрогидравлических ударов, воздействующих на поверхность металла. Близкой разновидностью можно считать и фреттинг -коррозию, наблюдаемую в местах контакта плотно сжатых или катящихся одна по другой деталей, если в результате вибраций между их поверхностями возникают микроскопические смещения сдвига.

Утечка электрического тока через границу металла с агрессивной средой вызывает в зависимости от характера и направления утечки дополнительные анодные и катодные реакции, могущие прямо или косвенно вести к ускоренному местному или общему разрушению металла ( коррозия блуждающим током ). Сходные разрушения, локализуемые вблизи контакта, может вызвать соприкосновение в электролите двух разнородных металлов, образующих замкнутый гальванический элемент, — контактная коррозия. В узких зазорах между деталями, а также под отставшим покрытием или наростом, куда проникает электролит, но затруднён доступ кислорода, необходимого для пассивации металла, может развиваться щелевая коррозия, при которой растворение металла в основном происходит в щели, а катодные реакции частично или полностью протекают рядом с ней на открытой поверхности.

Принято выделять также биологическую коррозию, идущую под влиянием продуктов жизнедеятельности бактерий и др. организмов, и радиационную коррозию — при воздействии радиоактивного излучения.

4. Показатель скорости коррозии

Для установления скорости коррозии металла в данной среде обычно ведут наблюдения за изменением во времени какой-либо характеристики, объективно отражающей изменение свойства металла. Чаще всего в коррозионной практике используют следующие показатели.

1. Показатель изменения массы – изменение массы образца в результате коррозии отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени (например, г/м ч)

в зависимости от условий коррозии различают:

а) отрицательный показатель изменения массы

где m – убыль массы металла за время коррозии после удаления продуктов коррозии.

б) положительный показатель изменения массы

где m – увеличение массы металла за время вследствие роста пленки продуктов коррозии.

Если состав продуктов коррозии известен, то можно сделать пересчет от К к К и наоборот

К-m= К+m (nok A Me / n Me Aok)

где А и М – атомная и молекулярная масса Ме и окислителя соответственно; n и n валентность металла и окислителя в окислительной среде.

2.Объемный показатель коррозии

К – объем поглащенного или выделившегося в процессе газа V отнесенный к единице поверхности металла и единице времени (например, см/см ч).

объем газа обычно приводят к нормальным условиям.

Применительно к электрохимической коррозии когда процесс катодной деполяризации осуществляется за счет разряда ионов водорода, например, по схеме 2Н + 2е = Н, или ионизация молекул кислорода О + 4е +2НО = 4ОН; вводятся соответственно кислородный (К ) и водородный (К ) показатель соответственно.

Водородный показатель коррозии – это объем выделившегося Н в процессе коррозии. отнесенный к Su .

Кислородный показатель коррозии – это объем поглощенного в процессе О , отнесенный к Su .

3.Показатель сопротивления

Изменение электрического сопротивления образца металла за определенное время испытаний также может быть использован в качестве показания коррозии (К ).

КR = (R/Ro) 100% за время t

где R0 и R электрическое сопротивление образца соответственно до и после коррозии.

У этого способа есть некоторый недостаток толщина металла во все время испытаний должна быть одинаковой и по этой причине чаще всего определяют удельное сопротивление, т.е. изменение электрического сопротивления на единицу площади образца (см,мм) при длине равной единице. Этот метод имеет ограничения применения (для листового металла не более 3мм). Наиболее точные данные получают для проволочных образцов. Этот метод не пригоден для сварных соединений.

4.Механический показатель коррозии

Изменение какого-либо свойства металла за время коррозии . Сравнительно часто пользуются изменением предела прочности. Прочностной показатель при этом выражается:

Кo= ( в/во) 100% за время t

где в изменение предела прочности при растяжении после коррозии образца в течении времени ; во предел прочности до коррозии.

5.Глубинный показатель коррозии

К – глубина разрушения металла П в единицу времени (например, мм/год)

Глубина коррозионного разрушения П может быть средней или максимальной. Глубинный показатель коррозии можно использовать для характеристики как равномерной., так и неравномерной коррозии (в том числе и местной) металлов. Он удобен для сравнения скорости коррозии металла с различными плотностями. Переход от массового, токового и объемного к глубинному возможен при равномерной коррозии.

10-бальная шкала для оценки общей коррозионной стойкости металлов

Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

Определение коррозии

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией.

Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

  • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
  • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
  • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь.

Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Виды химической коррозии

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Фактор Пиллинга-Бэдворса

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

Оксидные пленки, у которых α 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

Ниже представлены значения сплошности α для некоторых оксидов металлов

Металл Оксид α Металл Оксид α
K K2O 0,45 Zn ZnO 1,55
Na Na2O 0,55 Ag Ag2O 1,58
Li Li2O 0,59 Zr ZrO2 1.60
Ca CaO 0,63 Ni NiO 1,65
Sr SrO 0,66 Be BeO 1,67
Ba BaO 0,73 Cu Cu2O 1,67
Mg MgO 0,79 Cu CuO 1,74
Pb PbO 1,15 Ti Ti2O3 1,76
Cd CdO 1,21 Cr Cr2O3 2,07
Al Al2­O2 1,28 Fe Fe2O3 2,14
Sn SnO2 1,33 W WO3 3,35
Ni NiO 1,52

Электрохимическая коррозия металлов

Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока.

При таком типе коррозии атом удаляется из кристаллической решетки результате двух сопряженных процессов:

  • Анодного – металл в виде ионов переходит в раствор.
  • Катодного – образовавшиеся при анодном процессе электроны, связываются деполяризатором (вещество — окислитель).

Сам процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией, а вещества способствующие отводу – деполяризаторами.

Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.

Водородная деполяризация

Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде:

2H + +2e — = H2 разряд водородных ионов

Кислородная деполяризация

Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде:

O2 + 4H + +4e — = H2O восстановление растворенного кислорода

Все металлы, по их отношению к электрохимической коррозии, можно разбить на 4 группы, которые определяются величинами их стандартных электродных потенциалов:

  1. Активные металлы (высокая термодинамическая нестабильность) – это все металлы, находящиеся в интервале щелочные металлы — кадмий (Е 0 = -0,4 В). Их коррозия возможна даже в нейтральных водных средах, в которых отсутствуют кислород или другие окислители.
  2. Металлы средней активности (термодинамическая нестабильность) – располагаются между кадмием и водородом (Е 0 = 0,0 В). В нейтральных средах, в отсутствии кислорода, не корродируют, но подвергаются коррозии в кислых средах.
  3. Малоактивные металлы (промежуточная термодинамическая стабильность) – находятся между водородом и родием (Е 0 = +0,8 В). Они устойчивы к коррозии в нейтральных и кислых средах, в которых отсутствует кислород или другие окислители.
  4. Благородные металлы (высокая термодинамическая стабильность) – золото, платина, иридий, палладий. Могут подвергаться коррозии лишь в кислых средах при наличии в них сильных окислителей.

Виды электрохимической коррозии

Электрохимическая коррозия может протекать в различных средах. В зависимости от характера среды выделяют следующие виды электрохимической коррозии:

  • Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде.
  • Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии.

Например, при взаимодействии железа с компонентами окружающей среды, некоторые его участки служат анодом, где происходит окисление железа, а другие – катодом, где происходит восстановление кислорода:

А: Fe – 2e — = Fe 2+

K: O2 + 4H + + 4e — = 2H2O

Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.

  • Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее.
  • Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала.
  • Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ.
  • Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла.
  • Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях, в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов.

Методы защиты от коррозии металла

Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических.

Металлические покрытия

Металлическое покрытие наносится на металл, который нужно защитить от коррозии, слоем другого металла, устойчивого к коррозии в тех же условиях. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более отрицательным потенциалом (более активный) , чем защищаемый, то оно называется анодным покрытием. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более положительным потенциалом (менее активный), чем защищаемый, то оно называется катодным покрытием.

Например, при нанесении слоя цинка на железо, при нарушении целостности покрытия, цинк выступает в качестве анода и будет разрушаться, а железо защищено до тех пор, пока не израсходуется весь цинк. Цинковое покрытие является в данном случае анодным.

Катодным покрытием для защиты железа, может, например, быть медь или никель. При нарушении целостности такого покрытия, разрушается защищаемый металл.

Неметаллические покрытия

Такие покрытия могут быть неорганические (цементный раствор, стекловидная масса) и органические (высокомолекулярные соединения, лаки, краски, битум).

Химические покрытия

В этом случае защищаемый металл подвергают химической обработке с целью образования на поверхности пленки его соединения, устойчивой к коррозии. Сюда относятся:

оксидирование – получение устойчивых оксидных пленок (Al2O3, ZnO и др.);

азотирование – поверхность металла (стали) насыщают азотом;

воронение стали – поверхность металла взаимодействует с органическими веществами;

цементация – получение на поверхности металла его соединения с углеродом.

Изменение состава технического металла и коррозионной среды

Изменение состава технического металла также способствует повышению стойкости металла к коррозии. В этом случае в металл вводят такие соединения, которые увеличивают его коррозионную стойкость.

Изменение состава коррозионной среды (введение ингибиторов коррозии или удаление примесей из окружающей среды) тоже является средством защиты металла от коррозии.

Электрохимическая защита

Электрохимическая защита основывается на присоединении защищаемого сооружения катоду внешнего источника постоянного тока, в результате чего оно становится катодом. Анодом служит металлический лом, который разрушаясь, защищает сооружение от коррозии.

Протекторная защита – один из видов электрохимической защиты – заключается в следующем.

К защищаемому сооружению присоединяют пластины более активного металла, который называется протектором. Протектор – металл с более отрицательным потенциалом – является анодом, а защищаемое сооружение – катодом. Соединение протектора и защищаемого сооружения проводником тока, приводит к разрушению протектора.

Примеры задач с решениями на определение защитных свойств оксидных пленок, определение коррозионной стойкости металлов, а также уравнения реакций, протекающих при электрохимической коррозии металлов приведены в разделе Задачи к разделу Коррозия металлов

Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

Определение коррозии

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией.

Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

  • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
  • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
  • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь.

Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Виды химической коррозии

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Фактор Пиллинга-Бэдворса

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

Оксидные пленки, у которых α 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

Ниже представлены значения сплошности α для некоторых оксидов металлов

Металл Оксид α Металл Оксид α
K K2O 0,45 Zn ZnO 1,55
Na Na2O 0,55 Ag Ag2O 1,58
Li Li2O 0,59 Zr ZrO2 1.60
Ca CaO 0,63 Ni NiO 1,65
Sr SrO 0,66 Be BeO 1,67
Ba BaO 0,73 Cu Cu2O 1,67
Mg MgO 0,79 Cu CuO 1,74
Pb PbO 1,15 Ti Ti2O3 1,76
Cd CdO 1,21 Cr Cr2O3 2,07
Al Al2­O2 1,28 Fe Fe2O3 2,14
Sn SnO2 1,33 W WO3 3,35
Ni NiO 1,52

Электрохимическая коррозия металлов

Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока.

При таком типе коррозии атом удаляется из кристаллической решетки результате двух сопряженных процессов:

  • Анодного – металл в виде ионов переходит в раствор.
  • Катодного – образовавшиеся при анодном процессе электроны, связываются деполяризатором (вещество — окислитель).

Сам процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией, а вещества способствующие отводу – деполяризаторами.

Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.

Водородная деполяризация

Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде:

2H + +2e — = H2 разряд водородных ионов

Кислородная деполяризация

Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде:

O2 + 4H + +4e — = H2O восстановление растворенного кислорода

Все металлы, по их отношению к электрохимической коррозии, можно разбить на 4 группы, которые определяются величинами их стандартных электродных потенциалов:

  1. Активные металлы (высокая термодинамическая нестабильность) – это все металлы, находящиеся в интервале щелочные металлы — кадмий (Е 0 = -0,4 В). Их коррозия возможна даже в нейтральных водных средах, в которых отсутствуют кислород или другие окислители.
  2. Металлы средней активности (термодинамическая нестабильность) – располагаются между кадмием и водородом (Е 0 = 0,0 В). В нейтральных средах, в отсутствии кислорода, не корродируют, но подвергаются коррозии в кислых средах.
  3. Малоактивные металлы (промежуточная термодинамическая стабильность) – находятся между водородом и родием (Е 0 = +0,8 В). Они устойчивы к коррозии в нейтральных и кислых средах, в которых отсутствует кислород или другие окислители.
  4. Благородные металлы (высокая термодинамическая стабильность) – золото, платина, иридий, палладий. Могут подвергаться коррозии лишь в кислых средах при наличии в них сильных окислителей.

Виды электрохимической коррозии

Электрохимическая коррозия может протекать в различных средах. В зависимости от характера среды выделяют следующие виды электрохимической коррозии:

  • Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде.
  • Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии.

Например, при взаимодействии железа с компонентами окружающей среды, некоторые его участки служат анодом, где происходит окисление железа, а другие – катодом, где происходит восстановление кислорода:

А: Fe – 2e — = Fe 2+

K: O2 + 4H + + 4e — = 2H2O

Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.

  • Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее.
  • Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала.
  • Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ.
  • Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла.
  • Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях, в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов.

Методы защиты от коррозии металла

Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических.

Металлические покрытия

Металлическое покрытие наносится на металл, который нужно защитить от коррозии, слоем другого металла, устойчивого к коррозии в тех же условиях. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более отрицательным потенциалом (более активный) , чем защищаемый, то оно называется анодным покрытием. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более положительным потенциалом (менее активный), чем защищаемый, то оно называется катодным покрытием.

Например, при нанесении слоя цинка на железо, при нарушении целостности покрытия, цинк выступает в качестве анода и будет разрушаться, а железо защищено до тех пор, пока не израсходуется весь цинк. Цинковое покрытие является в данном случае анодным.

Катодным покрытием для защиты железа, может, например, быть медь или никель. При нарушении целостности такого покрытия, разрушается защищаемый металл.

Неметаллические покрытия

Такие покрытия могут быть неорганические (цементный раствор, стекловидная масса) и органические (высокомолекулярные соединения, лаки, краски, битум).

Химические покрытия

В этом случае защищаемый металл подвергают химической обработке с целью образования на поверхности пленки его соединения, устойчивой к коррозии. Сюда относятся:

оксидирование – получение устойчивых оксидных пленок (Al2O3, ZnO и др.);

азотирование – поверхность металла (стали) насыщают азотом;

воронение стали – поверхность металла взаимодействует с органическими веществами;

цементация – получение на поверхности металла его соединения с углеродом.

Изменение состава технического металла и коррозионной среды

Изменение состава технического металла также способствует повышению стойкости металла к коррозии. В этом случае в металл вводят такие соединения, которые увеличивают его коррозионную стойкость.

Изменение состава коррозионной среды (введение ингибиторов коррозии или удаление примесей из окружающей среды) тоже является средством защиты металла от коррозии.

Электрохимическая защита

Электрохимическая защита основывается на присоединении защищаемого сооружения катоду внешнего источника постоянного тока, в результате чего оно становится катодом. Анодом служит металлический лом, который разрушаясь, защищает сооружение от коррозии.

Протекторная защита – один из видов электрохимической защиты – заключается в следующем.

К защищаемому сооружению присоединяют пластины более активного металла, который называется протектором. Протектор – металл с более отрицательным потенциалом – является анодом, а защищаемое сооружение – катодом. Соединение протектора и защищаемого сооружения проводником тока, приводит к разрушению протектора.

Примеры задач с решениями на определение защитных свойств оксидных пленок, определение коррозионной стойкости металлов, а также уравнения реакций, протекающих при электрохимической коррозии металлов приведены в разделе Задачи к разделу Коррозия металлов

10 лучших средств, как можно избавиться от грибка в погребе и чем убрать сырость

Погреб — идеальное место для хранения урожая и закруток, но чтобы они долго не портились, надо знать, как избежать появления плесневого грибка и избавиться от него, если опасный сосед все же проник в помещение. Важно правильно обустроить хранилище, обеспечить регулярный уход за ним, и тогда плесень не помешает продуктам сохранить свежесть долгое время.

Что такое плесень

Плесень — это колония грибов. Микроскопические споры присутствуют повсюду, а когда они попадают в благоприятное место и начинают разрастаться, то появляются видимые глазу пятна черного, серого, буроватого цвета. Точки или пятна плесневого грибка можно заметить на самых различных поверхностях — это и пищевые продукты, и стены в квартире, и потолок в погребе — в любых местах, где тепло и влажно.

Причины появления

В подвале плесень встречается довольно часто. Грибок поражает хранящиеся в погребе овощи, ящики и коробки, в которых лежат продукты, деревянные перекрытия, двери, а также стены и потолок помещения. Причин появления плесневого грибка в погребе может быть несколько.

Вентиляция

Когда воздух в погребе циркулирует плохо из-за недостатка вентиляции, особенно в случае застоя воздушных масс, для роста и развития плесени создаются самые благоприятные условия. Такая ситуация может сложиться, если вентиляционная система не предусмотрена, неправильно обустроена или же засорилась.

Влажность

Проблемы вентиляции обуславливают также и повышенную влажность в погребе, которой можно избежать, если регулярно и тщательно проветривать помещение. Когда влага скапливается, образуется конденсат, в таком случае плесень появится почти наверняка.

Испорченные продукты

Грибок обладает способностью быстро распространяться. Если на хранение в погреб помещают продукты, зараженные спорами, то они легко перейдут на другие хранящиеся в подвале запасы, стены и потолок помещения. При наличии благоприятной среды плесень, принесенная на поверхности подгнивших продуктов, с большой скоростью разрастется по всему погребу.

Зараженные деревянные изделия

Не менее быстро грибок, поразивший деревянные ящики или другую тару, в которой принесли овощи или корнеплоды, распространится по поверхностям погреба. Способствует росту и развитию плесени повышенная влажность и тепло в помещении.

Чем опасна

Плесень опасна для любой поверхности, на которую попадает. Продукты питания, пораженные грибком, нельзя употреблять в пищу. Деревянные предметы и постройки могут быть разрушены плесенью практически целиком; раньше дубовые дома, где пол поражал плесневый грибок, сжигали, чтобы не пострадали соседние строения. Люди, находясь в помещении, пораженном плесенью, подвергаются инфицированию вредными веществами.

Для живых организмов

Плесень наносит вред всем живым организмам, опасна она и для здоровья человека, поскольку, попадая в организм, приводит к развитию интоксикации и аллергии. Особенно страдают дети, пожилые люди и те, чей организм ослаблен из-за болезни или снижения иммунитета. Воздействие грибков на человека происходит посредством вдыхания спор, вследствие соприкосновения с кожей, а также при употреблении в пищу подпорченных плесенью продуктов.

При попадании спор на кожные покровы возникают аллергические реакции. Поражение спорами плесени слизистых оболочек ведет к появлению хронического насморка и сухого кашля, глаза могут воспалиться. Грибок может стать причиной появления астматических приступов и заболеваний сердечно-сосудистой системы, суставно-ревматического комплекса.

Длительный контакт с плесенью может даже спровоцировать онкологические заболевания.

Для материалов и строительных конструкций

Колония плесени может развиться практически на любом материале — дереве, бетоне, кирпичной кладке, краске. Грибок не только портит внешний вид некрасивыми пятнами разных оттенков, но и разъедает поверхность, при этом скорость, с которой портится основа, зависит от материала и влажности окружающей среды. Деревянные предметы и конструкции могут превратиться в труху за несколько месяцев.

Возможные методы обработки

От плесени можно и нужно избавляться. Чем раньше опасный сосед будет обнаружен, тем успешнее будет борьба. Помогут справиться с грибком как подручные средства, так и профессиональные препараты.

Химические средства

Существует много современных составов, позволяющих быстро и успешно победить плесень. При работе с химикатами нельзя забывать о средствах индивидуальной защиты для рук и органов дыхания. Свою эффективность в борьбе с грибком показали следующие средства.

Формалин

Пораженные плесенью участки погреба обрабатывают водным раствором 40-процентного формалина (формальдегид). Для этого 0,25 мл препарата разводят в 10 литрах воды, смачивают ватный тампон или ткань и снимают грибок. Средство ядовито, поэтому работать надо в перчатках и избегать его попадания на пищевые продукты.

Хлорка

Для обработки погреба против плесени подойдут различные хлорсодержащие составы, применяемые в хозяйстве, — «Доместос», «Санита», «Белизна» или любой другой. Его наносят в неразбавленном виде на зараженную грибком поверхность при помощи пульверизатора, кисточки или губки. Желательно обработать не только колонию грибков, но и захватить зону 30-40 сантиметром вокруг.

Оставляют средство на 10 минут для воздействия на плесень, потом зачищают жесткой щеткой или шпателем и оставляют для высыхания. Через сутки-двое осматривают результат и при необходимости повторяют обработку от плесени.

Дезактин

Дезактин — порошок, который используется для дезинфекции изделий различного назначения, от медицинских инструментов до косметологических приспособлений. Для устранения плесени в погребе препарат разводят по инструкции и обрабатывают все поверхности.

Серное окуривание

Использование серной шашки помогает не только устранить плесень, но и произвести профилактику появления и распространения грибка в погребе. Перед ее применением из подвала надо унести все хранящиеся в нем запасы, потому что после попадания на них ядовитого сернистого ангидрида из шашки употреблять продукты в пищу уже нельзя. Если в погребе есть какие-то металлические предметы, которые тяжело или невозможно убрать, во избежание коррозии их густо намазывают солидолом.

Когда вся подготовка выполнена, шашку устанавливают, поджигают, после чего надо очень быстро покинуть помещение, поскольку дым ядовит для человека. Дверь плотно закрывают и оставляют погреб для обработки. Шашка горит от получаса до полутора часов, дверь нельзя открывать потом еще в течение суток. Потом необходимо хорошо проветрить помещение до полного исчезновения запаха серы, обычно на это требуется до 2 суток. В погребе после использования серной шашки желательно провести влажную уборку.

Народные средства

Альтернативой химическим составам для борьбы с плесенью выступают средства народные. Многие из них есть под рукой или легко приобрести в любом хозяйственном, а также строительном магазине.

Известковые составы

Для обработки стен и потолка погреба против плесени на помощь придет известь. Есть несколько народных рецептов известковых составов. Смесь наносят в зависимости от густоты при помощи кисти или пульверизатора на все поверхности в погребе, после чего помещение просушивается и проветривается. Чаще всего обработку от плесени проводят следующими известковыми составами, включающими в себя, кроме извести, дополнительные ингредиенты:

  • Гашеную и хлорную известь в равных долях разводят в небольшом количестве воды.
  • Известково-формалиновый раствор готовят, добавив в ведро воды полкило хлорной извести и 200 грамм формалина.
  • На 2 ведра воды 1 килограмм гашеной извести и 100 грамм медного купороса.
Кислотные составы

Препараты на основе кислот эффективные и быстродействующие. Подойдет любое содержащее кислоту средство, которое найдется в бытовке или гараже, даже изначально предназначенное для очистки машинных металлических дисков. Но чаще всего для борьбы с плесенью готовят растворы на основе борной и лимонной кислот, они более безопасны.

Для приготовления средства, содержащего лимонную кислоту, потребуется 100 грамм порошка и 1 литр воды. Раствор перемешивают и обрабатывают пораженные участки погреба. Борную кислоту (1 доля) соединяют с 2 долями перекиси водорода, 2 долями уксуса и 4 долями воды.

«Белизна»

Для борьбы с плесенью используют неразбавленную «Белизну». Для больших поверхностей средство малоэффективно, лучше воспользоваться профессиональным средством. «Белизну» наносят на пятна плесени пульверизатором или кистью, минут через 10 счищают жесткой щеткой и проветривают не меньше суток.

Медный купорос

Раствор для обработки погреба против колоний плесневого грибка готовят, разведя в 10 литрах теплой воды 100 грамм медного купороса. Усилить эффект можно, добавив 200 мл уксуса. Раствор хранится до 3 месяцев в керамической или стеклянной таре. Перед обработкой пораженные плесенью участки моют водой с мылом и просушивают, потом наносят раствор медного купороса пульверизатором или кистью. После полного высыхания поверхности обработка закончена.

Температурный метод

Оптимальными условиями для развития плесени является высокая влажность и температура 18-20 градусов. Соответственно, если хорошо просушить стены и вывести температуру из комфортной для грибка области, повысив или понизив ее, можно избавиться от плесени. Высушить и одновременно нагреть стены поможет строительный фен, хотя и потребуется достаточно длительное воздействие.

Высокотемпературный режим обеспечит обработка паяльной лампой. Этот способ радикальный. Когда другие методы не справляются, грибок выжигают газовой горелкой или паяльной лампой, предварительно сколов верхний слой, чтобы обеспечить глубокое воздействие.

Сильно понизить температуру можно при помощи относительно нового метода — использования сухого льда, этот метод носит название криогенного бластинга.

Способ обеспечивает быструю очистку от плесени, которая мгновенно погибает от резкого охлаждения даже в труднодоступных местах. Испаряясь, сухой лед не образует влаги, то есть условия для роста плесени устраняются. Для обработки с использованием технологии криобластинга лучше обратиться к специалистам.

Экстракт семян грейпфрута

В стакан воды добавляют 10 капель экстракта и обрабатывают стену с помощью пульверизатора. Средство не только действенное, но и обладает приятным ароматом.

Механический

Перед тем как удалить плесень механическим способом, колонию грибков смачивают водой, чтобы предотвратить распространение спор. Затем при помощи ручного или электрического инструмента зачищают пораженный участок. Можно воспользоваться металлическим скребком, щеткой, насадкой для дрели, для бетонной поверхности возможна фрезерная обработка.

Пылесос

Как правило, удаление плесени пылесосом используется не как отдельный метод, а входит в комплекс мер по устранению проблемы. Часто при помощи прибора поверхность очищают перед обработкой химическими препаратами или народными средствами. Необходимо после применения пылесоса сразу выбросить одноразовый мешок для мусора или хорошо промыть многоразовый контейнер, поскольку все удаленные споры плесени оседают там и ожидают благоприятных условий для развития и роста.

Подготовка подвала к процедуре

Перед тем, как заняться обработкой подвала против плесени, надо убрать все продукты и мебель. Если пол погреба земляной, вынимают слой грунта толщиной 20 см, поскольку он тоже заражен. Помещение хорошо просушивают и только после этого переходят к обработке.

Дезинфекция стеллажей и полок в подвале

Самые распространенные материалы для изготовления полок и стеллажей — дерево и металл. Металлические конструкции эффективно обработать раствором дезактина, разведенным согласно инструкции. Деревянные полки и стеллажи желательно вынести из подвала и хорошо просушить на солнце, после чего нанести на все поверхности раствор формалина или хлорной извести и оставить до высыхания.

Что делать с фундаментом, если близко подходят грунтовые воды

Уровень грунтовых вод необходимо отслеживать заранее и учитывать еще на стадии строительства. Если воды подходят близко, земельный участок дренируют, создают пристенный или траншейный дренаж, сооружают ливневую канализационную систему. Это обеспечит отведение лишних вод и поможет поддержать в подвале необходимый уровень влажности.

Как удалить сырость

Прежде всего, сырость в подвал поступает по трещинам. Их нужно найти и устранить, заделав раствором цемента, для чего иногда приходится полностью демонтировать покрытие потолка, стен и пола погреба. После этого проводят работы по устройству внешней и внутренней гидроизоляции.

Внешняя гидроизоляция

Чтобы влага не попадала в хранилище, внешнюю гидроизоляцию лучше всего обеспечить во время строительства. Если нужно ее переделать, восстановить или обустроить заново, то бетонное основание погреба оголяют, очищают, просушивают и наносят слой гидроизоляции.

При этом используются готовые обмазочные смеси для гидроизоляции, грунтовка, армирование, рубероид, полимерные мембраны, мастики и другие материалы. После выполнения работ производят обратную засыпку песком, гравием и грунтом, проложив геотекстиль и дренажные трубы. Конечным этапом становится армирование и заливка отмостки.

Устройство внутренней гидроизоляции

Чтобы в подвале не было сырости, необходима правильно обустроенная внутренняя гидроизоляция. Если она недостаточна, погреб надо перестроить следующим образом. Перед началом работ хранилище хорошо просушивают, удаляют покрытия с поверхностей, щели и трещины заделывают цементом. Далее проводят противогрибковую обработку погреба и вновь просушивают. Пол, стены и потолок промазывают мастикой, места, где была течь, обрабатывают алебастром.

Следующие меры помогут усилить гидроизоляционный эффект:

  • Стены погреба заново штукатурят.
  • Делают кирпичную кладку на расстоянии 3 см от стен.
  • Прокладывают вентиляционные шахты в новых стенах.

Цементный пол

Если в подвале с цементным полом скапливается излишняя влажность, его гидроизолируют следующим образом. Для начала демонтируют старый пол, после чего устраняют щели и трещины, замазав их цементом. Просохшую поверхность засыпают слоем песка или керамзита толщиной 5 см и укладывают рубероид. Дополнительную защиту погреба обеспечит специальная гидроизоляционная пленка для пола. После делают новую стяжку, предварительно заделав трещины битумной мастикой. Для удобства можно обустроить деревянный пол на лагах поверх всего.

Глиняный пол

Если в подвале частного дома пол из глины, то его гидроизоляцию обеспечивают при помощи уложенного в 2 слоя полиэтилена. Для этого снимают верхний слой глины толщиной 5 см, укрывают пленкой пол и нижнюю часть стен до высоты примерно 10 см и до этой же высоты засыпают смесью опилок и глины в соотношении 1 к 10. Необходимо дождаться высыхания глины, замазывая появляющиеся трещины, и накрыть еще одним таким же слоем глины, на этот раз захватив стены до высоты 25 см.

В сезон осадков

Когда сырость в погребе повышается непосредственно в сезон осадков, не превышая нормы в остальное время, пол засыпают десятисантиметровым слоем песка или гравия, при необходимости увеличивая его толщину. Появление конденсата на стенах погреба можно предотвратить, покрыв их специальной «дышащей» штукатуркой типа «Монолит» или «Церезит». Для самостоятельного изготовления гидроизоляционной смеси в сухую штукатурку добавляют гидродобавки, например, «Цемапласт» или «Палмикс».

Как упрочить тонкий пол

Иногда причиной повышенной влажности в погребе становится тонкий пол. В таком случае необходимой толщины добиваются за счет устройства новой цементной стяжки, под которую подкладывают рубероид, тщательно промазывая стыки битумной мастикой.

Система вентиляции

Микроклимат в погребе очень важен для долгого хранения продуктов и предотвращения появления плесени, неотъемлемую же часть микроклимата — циркуляцию воздуха — обеспечит вентиляция. В зависимости от размера, типа и назначения хранилища обустраивают естественную или принудительную вентиляцию с разным количеством труб. Самый простой вид вентиляции погреба — естественная с вытяжной и приточной трубой. Для ее правильного монтажа и надлежащего дальнейшего функционирования надо соблюдать несколько правил:

  • В противоположных углах помещения монтируются 2 трубы — вытяжная и приточная.
  • Приточная обеспечит поступление свежего воздуха, ее нижний конец располагают на высоте полметра от пола, а верхний конец — на достаточной высоте над уровнем земли.
  • Вытяжная труба, предназначенная для удаления воздуха из хранилища, устанавливается в верхнем углу погреба и выступает над коньком на полметра. Ее утепляют минватой, чтобы не накапливался конденсат.
  • Наружные отверстия труб защищают козырьками от снега и дождя.
  • Материал труб может быть любым — металл, пластик, железобетон. В последнее время часто используют ПВХ, который выбирают из-за долговечности и легкости.
  • Диаметр труб должен быть одинаковым.

Правильно обустроенный и ухоженный погреб обеспечит долгое хранение запасов. Если же в помещении завелся плесневый грибок, с этой проблемой можно справиться, используя современные и проверенные опытом средства. Своевременная и тщательная противогрибковая обработка погреба не только позволит сохранить продукты, но и обезопасит здоровье его хозяина.

Чем обработать подвал от паразитов: подробная инструкция

Обработка погребов для предохранения от плесени и грибков необходима каждый год. Обычно его чистят, моют, проветривают и при необходимости дезинфицируют.
Все работы, связанные с дезинфекцией, необходимо проводить не менее, чем за месяц до закладки продуктов в погреб на хранение.

При этом не рекомендуется использовать концентрированный свыше 4% раствор хлорной извести, иначе продукты могут приобрести специфический привкус. Какая нужна обработка погреба перед закладкой овощей предлагается узнать из этой статьи.

  • 1 Какие основные методы ухода за подвалов
  • 2 Как провести правильно обработку подвала
  • 3 Обработка стен погреба

Какие основные методы ухода за подвалов

Перед тем как обработать погреб необходимо выбрать подходящее время. Это должен быть теплый солнечный день, что связано с необходимостью проветривания помещения и просушивание всего, что находится в нем.

Затем процесс подготовки подвала к хранению продуктов заключается в следующем:

  • Жесткой щеткой тщательно подметается пол. На нем и, на имеющихся полках, не должно остаться с прошлого года ни грамма земли или любых остатков от овощей.
  • В течение нескольких дней проветривается помещение при широко открытой двери и всех существующих вентиляционных отверстий.
  • Обработка погреба медным купоросом позволяют быстро и достаточно просто удалить имеющиеся грибок и плесень и препятствует их дальнейшему распространению и возникновению. На фото хорошо видно, как действует грибок в подвальном помещении.

Поражение элементов подвала грибковой инфекцией

Для достижения этих целей возможна:

  • Обработка погреба серной шашкой, но при условии, что будет строго соблюдается инструкция по ее эксплуатации.

В хорошо проветренном, просушенном и тщательно очищенном помещении достаточно лишь одной шашки, она будет оказывать действие только на возможное возникновение грибка и плесени.

Совет: Если после уборки в подвале нельзя было полностью удалить все вредоносные микроорганизмы, то необходимо будет провести обработку второй раз.

  • От большего числа разновидностей плесени могут помочь избавиться самые простые средства – сода и уксус.

Плесень и грибок на стенах и полу подвала

  • Использование специальных растворов. Чаще всего для этих целей используется крутой раствор марганцовки. Работы проводятся своими руками с помощью распылителя или метлы.

Совет: При проведении операций не стоит пренебрегать использованием средств личной безопасности. Защищать необходимо кожу, глаза и органы дыхания. Обязательно следует надеть резиновые перчатки, маску для защиты лица и одежду, которая должна покрывать все участки кожи.

  • После этого погреб закрывается на два-три дня, затем снова все открывается, для его проветривания. Входить в это время в погреб не следует.
  • Проводится ревизия или оценка, насколько хорошо удалось справиться раствору марганцовки с поставленной задачей.

Как провести правильно обработку подвала

Для хранения большого количества самых разных овощей и некоторых фруктов, должны учитываться некоторые особенности.

При этом необходимо определить:

  • Чем обработать доски в погребе, которые повреждены грибком, что в основном касается пола. Но пол в погребе чаще всего заливается бетоном. Поэтому, в этом случае достаточно просто помыть его дезинфицирующим раствором и установить для хранения овощей и фруктов специальные стеллажи.

Совет: Нельзя ставить ящики непосредственно на пол или друг на друга. Здесь воздух совсем не будет циркулировать, что создаст достаточно благоприятные условия, в которых будут размножаться вредоносные бактерии.

  • Какие будут устанавливаться стеллажи, понадобится ли предварительная обработка досок для погреба или полки стеллажей сделаны из сетки.
  • Располагать на них необходимо ящики, имеющие отверстия для вентиляции.
  • Ящики можно сколотить с деревянными ножками, с предварительной обработкой материала антисептиком.
  • Можно под каждый ящик подложить кирпичи таким образом, чтобы не менее 5 см было расстояние между полом и дном ящика.
  • При установке их друг на друга, овощи или фрукты необходимо насыпать не до краев, а оставить сверху пустое пространство, что обеспечит в ящиках вентиляцию воздуха.

Обработка стен погреба

Прежде чем обработать стены в погребе необходимо рассмотреть вопросы, связанные с использованием средств для конкретного вида материала, из которого они изготовлены.

Совет: Прежде чем обработать металлический погреб следует проверить качество сварных швов. При обнаружении в них дефектов любые методы, кроме качественной сварки, не помогут избавиться от образования в нем сырости.

  • Затем, после контроля всех швов, и при необходимости обварки их с двух сторон, делается обработка железного погреба специальным антикоррозийным покрытием.
  • Самым простым средством, чем обработать стены погреба,является использование известкового раствора, с добавлением в него железного или медного купороса. Отношение веса купороса к весу раствора берется 1:10.
    После этого все поверхности подлежат побелке. Места, к которым затруднен доступ побелочной кисти, обработка погреба известью производится опрыскиванием с помощью резиновой груши или пульверизатора.

К преимуществам использования этого раствора относятся:

  • Низкая цена материал. Более дешевого, и вместе с тем достаточно качественного для отделки стен, у кого есть погреб, чем обработать его просто не найти.
  • Известь имеет хорошие противомикробные свойства – почти все, попавшие на поверхность, после ее обработки бактерии, погибают.
  • Материал влагоустойчив и не трескается от перепада температур. Обработка дерева в погребе гашеной известью, надолго избавляет подвал от образования грибка и плесени, такие микроорганизмы не селятся здесь.
  • Известь безопасна для здоровья, у нее нет резкого запаха, она не выделяет вредные для дыхания элементы, наоборот после применения извести помещение дезинфицируется частично или полностью.
  • Раствор может наноситься на старую побелку и на новые стены.

Совет: Особенностью гашеной извести является хорошая смешиваемость с любыми красителями. При ее разведении с краской она может приобрести любой оттенок, какой больше подойдет владельцу помещения

  • Для дезинфекции пола его нужно посыпать небольшим слоем извести-пушонки.
  • Перед тем как обработать подвал от насекомых, следует подготовить и выполнить:
  1. взять от двух до трех килограммов негашеной комковой извести;
  2. засыпать ее в бак;
  3. залить водой; быстро выйти из погреба;
  4. люк тщательно закрывается или даже обмазывается для герметичности глиной.

Пары извести, образующиеся при гашении, оказывают губительное действие на насекомых и способны подавить жизнедеятельность гнилостных грибов. Помещение оставляются закрытым на двое суток, затем тщательно проветривается. Такая обработка погреба обычно проводится два-три раза.

Совет: Пары извести оказывают вредное влияние на здоровье человека, что требует при работе с известью соблюдение мер предосторожности.

Для стен полезна обработка медным купоросом. Подвал после этого хорошо просушивается. В первую очередь может выполняться обработка досок. Погреб в этом случае освобождается от деревянных полок, стеллажей, которые выносятся наверх, промываются горячей водой с добавлением мыла и соды и хорошо просушиваются.

Обработка и просушка досок из подвала

При сильном поражении плесенью или грибком, доски заменяются новыми.Как используется дым, для обработки подвалов, можно увидеть на видео.Все операции по дезинфекции погреба необходимо заканчивать за месяц до начала закладки в него на хранение продуктов.

  • ← Хранение в погребе разных культур по всем правилам
  • Стеллажи для фруктов + овощей: экспертное руководство по изготовлению →

Виктор Мартович

Работал прорабом, начальник строительно-монтажного участка. Организация работ и осуществление надзора за качеством СМР строительных участков на территории Балаковской АЭС, ведение и сдача исполнительной документации (журналы, акты, кс) закупка материалов, оборудования (исполнение обязанностей инженера по снабжению, инженера по качеству ) . Руководство строительными бригадами (оформление, обучение по охране труда промышленной безопасности ). Виктор окончил учебный центр «Гефест-РОСТ», курсы по программе «Капитальный ремонт зданий и сооружений. Организация работ и строительный контроль.», 2015 Балаковский институт проф.переподготовки и повышения квалификации, Специалист по охране труда, 2012 Пугачевский гидромелиоративный техникум, техник строитель, 2000 проф. училище, бухгалтер, 1996

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: