Почему обычная краска не защищает металл от коррозии?

Профилактические мероприятия

Чтобы предотвратить пагубное действие коррозии, рекомендуется использовать специальные химические средства защиты. К таким средствам относятся ингибиторы, который представляют собой вещества, замедляющие или полностью останавливающие тот или иной химический процесс. В результате действия ингибитора на поверхности материала появляется тонкое покрытие в виде защитной пленки. Именно эта пленка и предохраняет металл от ржавления.

Один из самых популярных на сегодняшний день ингибиторов — «Rust stop». Препарат имеет проникающее действие, в результате чего с материала удаляется влага, и на поверхности создается полимолекулярный слой. Средство нетоксично, отличается простотой применения.

Какой преобразователь ржавчины лучше купить

Как видим, все преобразователи ржавчины для автомобилей в той или иной степени справляются с поставленной перед ними задачей. Одни превращают поврежденное место в грунт, другие образуют защитную пленку и не дают поражению разрастаться. Однако самым важным условием для их эффективного действия является точное соблюдение указанных производителем правил нанесения препарата и подготовки обрабатываемой поверхности.

В зависимости от качества воздействия и способа применения средства, можно сделать следующие выводы:

• Максимально эффективным преобразователем ржавчины многие автовладельцы считают аэрозоль американского производства Hi Gear.
• Из отечественных средств самым качественным и действенным препаратом является преобразователь ржавчины Цинкарь.
• Если предстоит обработать от коррозии небольшую поверхность, следует остановить свой выбор на препарате Fenom FN956.
• Жидкий преобразователь ржавчины «Химик» подойдет тем, кому необходимо большое количество средства для обработки значительно поврежденной коррозией поверхности.
• Возможность удаления ржавчины в труднодоступных местах гарантирует аэрозоль Астрохим.
• Для тех, кто ценит не только качество, но и удобный способ нанесения, без пузырей и потеков, подойдет гелевый преобразователь ржавчины Permatex.

В данном рейтинге были рассмотрены 6 лучших преобразователей ржавчины для автомобилей, и все они довольно качественно защищают транспортное средство от коррозии. Но вот главный совет, который дают опытные механики: при борьбе с окислением железа не стоит надолго откладывать обработку поврежденной поверхности, лучше нейтрализовать мелкие очаги поражения, чем реставрировать большие участки.

Механическое удаление

Для механической обработки ржавчины понадобится металлическая щетка или абразивная крупнозернистая шкурка. С помощью шкурки можно очистить материал «сухим» способом или «мокрым» (смочив шкурку керосином или Уайт-спиритом).

Другие варианты механической очистки включают использование следующих аппаратных средств:

• орбитальной шлифмашины с абразивными кругами;
• пескоструйного аппарата;
• насадки на электродрель;
• болгарки.

Применение ручных средств (щетки или наждачной бумаги) оправдано на незначительных по площади поверхностях. Преимущество обработки поверхности руками состоит в возможности более тщательного прохода в небольших или труднодоступных участков.

Насадка на электродрель, шлифовальная машина или болгарка могут ускорить очистку поверхности в разы. Однако такие методы не отличаются высокой точностью: снимается слишком большой слой металла.

Пескоструйное оборудование – оптимальный способ удаления ржавчины.

Удаление коррозийных продуктов происходит за счет обработки металла мощной струей песка. При этом неповрежденный металл полностью сохраняет свою структуру.

Недостаток методики – высокая стоимость нового оборудования.

Химические способы

Химические методики предполагают использование следующих групп препаратов:

• преобразователей ржавчины;
• кислоты (в первую очередь – ортофосфорной);
• народных средств.

Ортофосфорная кислота

Данное вещество относится к классическим растворителям и входит в состав многих средств для борьбы со ржавчиной.

Способ применения ортофосфорной кислоты описан ниже:

1. Вещество наносят тонким слоем на место, пораженное коррозией.
2. Далее нужно подождать в течение 30 минут, пока завершится реакция.
3. Завершается процедура протиранием насухо обработанной поверхности.

Ортофосфорная кислота удаляет следы ржавчины, а также способствует образованию фосфатной водоотталкивающей пленки. Эта пленка притормаживает процесс окисления металла, предотвращая дальнейшее развитие коррозийного процесса.

Для удаления ржавчины применяется 30% раствор кислоты. Преимущество ортофосфорной кислоты по сравнению с другими кислотами (например, серной) заключается в более щадящем воздействии на металл.

Преобразователи ржавчины

Принцип действия средств преобразования ржавчины состоит в преобразовании коррозийных продуктов в безвредный или защитный слой, который затем может быть обработан краской или лаком.

Ниже перечислены наиболее известные преобразователи ржавчины, предлагаемые на рынке:

1. ВСН-1. После нанесения этого кислотного нейтрализатора обработанное место приобретает серый цвет. Остается лишь стереть пятно сухой тряпкой вместе с остатками ржавчины.
2. Спрей-аэрозоль на основе цинка «Цинкор-Авто». Данное средство представляет собой обезжиривающий раствор, способный удалять следы коррозии с металлической поверхности. После нанесения раствора на поверхности образуется защитная пленка.
3. Преобразователь ржавчины СФ-1. Состав производится на основе фосфатов. Используется для обработки стальных, чугунных, алюминиевых и оцинкованных поверхностей до нанесения лака или краски. Модификатор обладает ингибирующим действием, так как пленка, возникающая на металле после его обработки, продлевает срок службы окрашенной поверхности на срок 10-12 лет.
4. Модификатор ржавчины «Berner». Препарат обладает раскисляющим действием. Основа модификатора – молибден. Средство эффективно по отношению даже к сильно заржавленным поверхностям. К примеру, преобразователем обрабатывают ржавые болты, которые не получается демонтировать стандартными средствами. Выпускается в виде спрея.
5. Средство против коррозии B-52. Этот кислотный модификатор выпускается в виде геля. Его главное достоинство – отсутствие растекаемости по поверхности. После растворения ржавчины, остатки геля смываются с металла.

ГДЗ Химия 9 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §20 КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ НЕЁ

Другие задания смотри здесь…

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯУпражнение 1.
Что такое коррозия? Коррозия — это разрушение металла или сплава в результате взаимодействия с окружающей средой. Какие виды коррозии различают? Различают электрохимическую и химическую коррозии.

Упражнение 2.

Проиллюстрируйте химическую коррозию на примере процессов, протекающих с литием на воздухе, сопроводив их соответствующими уравнениями реакций. Химическую коррозию щелочных металлов вызывают вода, кислород, азот и углекислый газ, содержащиеся в воздухе. 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑ 4Li + O2 = 2Li2O 4Li + O2 + 2CO2 = 2Li2CO3 6Li + N2 = 2Li3N

Упражнение 3.

Перечислите способы защиты от коррозии. 1. Нанесение защитных покрытий на поверхность металлического изделия (покраска, нанесение лака, эмалей). 2. Добавка легирующих элементов (добавление хрома и никеля в сталь). 3. Изменение состава поверхностного слоя металлического изделия (оксидирование). 4. Использование ингибиторов (использование веществ замедляющих скорость химической реакции). 5. Протекторная защита (контакт металлического изделия с более активным металлом).

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1.
Медь на воздухе покрывается налётом тёмного цвета, представляющим собой тонкую плёнку оксида меди (II). Напишите уравнение соответствующей реакции. Предложите способ химической очистки поверхности меди от оксидной плёнки без повреждения металла. 2Cu + O2 = 2CuO Очистить медь от оксида меди (II) можно с помощью кислоты: CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O

Упражнение 2.

Бронзовые скульптуры под действием кислорода воздуха, углекислого газа и влаги покрываются патиной — зеленоватым налётом, состоящим главным образом из вещества с формулой (СuОН)2СО3. К какому классу соединений относится это вещество? Дайте ему название. Напишите уравнение реакции этого соединения с раствором серной кислоты. Гидроксокарбонат меди (II) (малахит) (CuOH)2CO3 относится к основным солям. (CuOH)2CO3 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 3H2O + CO2↑Основные соли — результат неполного замещения гидроксильных групп основания на кислотные остатки.

Упражнение 3.

В состав преобразователей ржавчины, которые превращают рыхлый гидроксид железа (III) в тонкую прочную плёнку фосфата железа (III), входит фосфорная кислота. Напишите уравнение реакции, протекающей при обработке ржавой поверхности фосфорной кислотой. Является ли данная реакция окислительно-восстановительной? Fe(OH)3 + H3PO4 = FePO4 + 3H2O Данная реакция не является окислительно-восстановительной, поскольку в результате реакции не происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов, образующих вещества. Это реакция обмена.
Упражнение 4.
Какие массы хрома и никеля потребуются для получения нержавеющей стали из 200 кг железа, если содержание в конечном сплаве никеля составляет 8%, а хрома — 10%? Дано: m(Fe)=200 кг, ω(Ni)=8%, ω(Cr)=10% Найти: m(Cr)—?, m(Ni)—? Решение 1. Рассчитаем массовую долю железа в сплаве. ω(Fe)=100%-ω(Cr)-ω(Ni)=100%-10%-8%=82% 2. Рассчитаем массу сплава.m(сплава)=m(Fe):ω(Fe)•100%=200 кг : 82% • 100% = 243,9 кг 3.Рассчитаем массу никеля и хрома в сплаве.m(Ni)=ω(Ni)•m(сплава):100%=8%•243,9 кг:100%=19,5 кг m(Cr)=ω(Cr)•m(сплава):100%=10%•243,9 кг:100%=24,4 кг Ответ: 24,4 кг хрома и 19,5 кг никеля
Упражнение 5.
В начале XX в. из порта Нью-Йорка вышла в открытый океан красавица-яхта. Её владелец, американский миллионер, изготовил корпус яхты из очень дорогого в то время алюминия, листы которого скреплялись медными заклёпками. Это было очень красиво: сверкающий серебристый корабль, усеянный золотистыми головками заклёпок! Однако через несколько месяцев обшивка корпуса начала расходиться, и яхта пошла ко дну. Почему? Напишите соответствующие уравнения реакций. Состоялась электрохимическая коррозия алюминия. Обязательным условием электрохимической коррозии является наличие электролита — морская вода как раз и стала раствором электролита. Алюминиевый корпус и медные заклепки сыграли роль электродов в результате металлический алюминий Al0 переходил в Al3+, на медном корпусе выделялся водород. Поэтому металлическая обшивка корпуса начала по швам расходиться и яхта пошла ко дну. Al0 -3e → Al+3 2H+1 +2e → H20

Упражнение 6.

Для защиты от коррозии тонкого железного листа (жести) его покрывают тонким слоем металлического цинка. Каким образом цинковое покрытие предохраняет железо от коррозии? Рассмотрите электрохимические процессы, протекающие на поверхности обоих металлов. При контакте железа с металлическим цинком в агрессивной среде разрушается в первую очередь более активный металл — цинк: Zn0 -2e → Zn2+ Высвободившиеся электроны попадают на поверхность менее активного металла — железа, на котором происходит процесс восстановления веществ, вызывающих коррозию: O2 + 2H2O + 4e → 4OH- В результате окисления цинка образуется гидроксид этого металла: Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓ при этом железо защищено от коррозии.

Другие задания смотри здесь…

Линейка антикоррозийных продуктов «WD-40»

Американская производит популярную на рынке линейку средств борьбы с коррозией – «WD-40». Препараты широко применяются как профессионалами, так и домашними мастерами.

Линейка включает в себя пять продуктов: ингибитор продолжительного действия, защитную литиевую смазку, водостойкую силиконовую смазку, спрей и раствор для удаления ржавчины.

Ингибитор продолжительного действия

Препарат используется для круглогодичной защиты изделий из металла, расположенных на улице. Компания-производитель гарантирует защиту от ржавления в течение двух лет, если изделие находится в помещении, а для находящихся на открытом воздухе предметов гарантия распространяется на год.

Состав представляет собой спрей, включающий в себя парофазный антикоррозийный ингибитор, который создает защитный слой на металлической поверхности, предотвращая прямые контакты материала с воздухом и влагой. Ингибитор рекомендуется использовать для защиты замков, газовых баллонов, рабочих инструментов, дверных петель, технологических цепей и тросов, стальных дверей, автомобильных деталей. Также препарат можно использовать для обработки любых других предметов, эксплуатация которых осуществляется в условиях повышенной влажности.

Защитная белая литиевая смазка

Препарат наносится на металл с целью профилактической защиты, то есть по своей сути является ингибитором. На поверхности образуется тонкая защитная пленка. Причем пленка не смывается под действием атмосферных осадков, не плавится на солнце и не замерзает в холодную погоду.

Препарат выпускается в виде спрея и рекомендуется для обработки дверных петель или направляющих, цепей и звездочек механизмов, тросов и реек.

Кроме того, литиевую смазку часто используют для консервации изделий, размещаемых на складе для длительного хранения.

Водостойкая силиконовая смазка

Характерная особенность смазки заключается в ее способности быстро высыхать. Также стоит заметить, что смазка практически не оставляет следов после смазывания деталей. Кроме описанных сфер использования для ингибиторов, силиконовую смазку рекомендуется применять для обработки движущихся механизмов. Смазка не содержит нефтепродуктов, а потому не повреждает резиновые, пластиковые и виниловые поверхности. После высыхания образуется прозрачное нелипкое покрытие.

Спрей для удаления ржавчины

Работа спрея основа на капиллярном принципе, в соответствии с которым жидкость передвигается по небольшим каналам и трещинам, несмотря на силу гравитации. За счет этой особенности спрей применим для обработки труднодоступных участков, где удалить ржавчину сложно даже ручными способами.

Спрей способен не только удалять ржавчину, но и выступать в качестве ингибитора, предотвращая ее повторное появление в будущем. Препарат используют для обработки сильно заржавленных поверхностей, в том числе болтов и резьбовых соединений. Спрей безопасен для неметаллических поверхностей.

Раствор для удаления ржавчины

Содержимое раствора состоит из нетоксичных элементов, разлагаемых биологическими организмами. Раствор предназначен для удаления с поверхностей последствий коррозии. Для очистки металла от ржавчины деталь погружают в емкость с раствором на 3-4 часа. Если изделие сильно заржавлено, на процедуру понадобится 7-8 часов. Раствор подходит как для обработки миниатюрных деталей, так и для очистки крупногабаритных изделий (при наличии соответствующей емкости).

Способы борьбы с коррозией

Коррозия металлов – это деструктивный, разрушающий кристаллическую решетку, окислительно-восстановительный химический процесс. Вызывается он чаще всего высокой химической активностью самих металлов – многие помнят из школьного курса химии «линейку» активности элементов. Активизироваться может при создании неблагоприятных условий, например, высокой влажности и опущенной температуре, в агрессивной солевой, кислотной или щелочной среде.

Чаще всего приходится сталкиваться с коррозией черных металлов, то есть – различных сортов стали и чугуна, применяемых буквально повсеместно, во всех сферах деятельности человека. Процесс начинает выдавать себя появлением на металлической поверхности пятен или разводов рыжего цвета.

Если с коррозией не бороться, она способна показать свою крайне разрушительную силу – металлические изделия быстро приходят в негодность.

Если не предпринять никаких шагов, то очаг начинает разрастаться, захватывая все новые площади. Причем иногда это происходит незаметно для глаз. Так, многие участки механизмов, приборов и т.п. — попросту скрыты из поля зрения, и увидеть их можно только при полной разборке узла или всего устройства. А иные очаги коррозии могут до поры скрываться под слоем краски, и только кода процесс зайдет очень далеко – поваляться сначала в виде вздутий, а потом – и прорывов ржавчины наружу.

Некоторые владельцы пытаются справиться с выявленными очагами коррозии механическим способом. То ест применяя шлифовку поврежденного ею участка наждачной бумагой или же специальными дисками, добравшись до «здорового» металла.

Однако подобная методика, если и может быть применена, то с исключительной осторожностью, и только в качестве предварительного этапа, перед нанесением специальных составов. Только механическая очистка является весьма малоэффективным средством

Точечные проявления коррозии, проступившие через слой краски

Особенно сложно удалить этим способом мелкие точечные очаги ржавчины, так как они в процессе чистки забиваются мелкодисперсной коррозийной пылью, и их становится практически не видно. Но беда как раз в том, что они никуда не деваются, и обязательно в дальнейшем проявят себя, даже после окрашивания. Поэтому обработка химическимисредствами — более надежна.

Кроме того, если ржавчиной поражен тонкий металл, то во время очистки, под давлением щёток или абразивного материала, он может повредиться вплоть до сквозной дырки.

В связи с этим рекомендуется пользоваться химическими составами, очищающими металл и предотвращающими появление коррозии в дальнейшем. Причем с их помощью можно даже успешно справиться с очагами в труднодоступных зонах, там, где никакими другими способами без разборки механизма к пораженному участку не добраться.

Народные способы удаления ржавчины

Помимо препаратов заводского производства, для удаления ржавчины можно применять так называемые народные рецепты. Чаще всего речь идет о напитке «Coca Cola», чистящем средстве «Cilit» или смеси керосина с парафином.

Ниже представлено больше информации о каждом из средств:

1. Эффективность воздействия напитка «Coca Cola» на ржавчину связана с присутствием в составе напитка ортофосфорной кислоты. Для удаления ржавчины необходимо нанести напиток на проблемное место. Можно использовать промоченную ветошь или кусок фольги. Также используется метод погружения в емкость с напитком.
2. «Cilit» часто применяется для удаления ржавчины на бытовых приборах в ванных комнатах и кухнях. При этом чистящее средство можно применять для удаления следов коррозии и на других металлических предметах, например, автомобильных деталях. Однако следует иметь в виду, что данное средство способно разъедать краску.
3. Очистить поверхность от ржавчины можно также раствором керосина и парафина в соотношении 10 к 1. До применения состав нужно выдержать в течение 24 часов. Далее смесь наносится на проржавленное место на 12 часов. Завершается процедура очисткой поверхности с помощью тряпки.

При обращении с химическими препаратами следует соблюдать технику безопасности. Прежде всего, необходимо защитить кожу, органы дыхания и зрения от попадания в них опасных частиц. Понадобится респиратор, защитные очки и перчатки.