Как сделать на металле эффект коррозии


создание естественной ржавчины и имитация

На сегодняшний день эффект ржавчины – это один из самых популярных вариантов отделки металлических и иных поверхностей. Существует два простых способа придания покрытию оттенка ржавчины: имитация ржавления и натуральное ржавление металла при помощи специальных химических реагентов. В этой статье мы рассмотрим самые эффективные способы, как заржавить металл в домашних условиях и при промышленной обработке.

Естественная ржавчина

Как известно, любая металлическая поверхность со временем утрачивает свой первоначальный облик, теряет не только технические, но и внешние свойства. Для металлов характерно естественное ржавление, которое происходит из-за негативного воздействия факторов окружающей среды. При необходимости создания натуральной ржавчины на металле можно просто ускорить данный процесс путем использования химических реагентов – их действие направлено на формирование слоя коррозии металла.

Перед тем как проводить химическую реакцию, нужно удостовериться в том, что применяемый металл подвержен коррозии. Ржавчина появляется только на металлических поверхностях, в составе которых содержится железо. Некоторые же металлы более устойчивы к коррозии – зачастую это хромовые составы или так называемая нержавейка. Для химического ржавления подходят также чугун и кованое железо.

Первый метод: медно-кислотный раствор

Одним из самых простых способов создания натуральной ржавчины является применение медно-кислотного раствора. Для его изготовления не требуется наличие каких-либо специфических реагентов, самое главное в точности соблюдать технические условия и порядок выполнения операции:

  1. В подготовленную (заранее очищенную) емкость заливается порядка шестидесяти миллилитров соляной кислоты. Обязательное условие — использование защитных очков и перчаток из плотной резины.
  2. Далее в соляной кислоте необходимо растворить небольшое количество меди (медный провод или монетки), после чего раствор должен настояться в течение семи дней для ускорения коррозийных процессов на металле.
  3. Остатки меди следует удалить из получившегося состава. Изготовленный медно-кислотных раствор развести с водой в пропорции: одна часть кислоты на пятьдесят частей воды.
  4. Далее проводится зачистка металла (удаление красящего слоя, штукатурки и иных отделочных материалов), после чего поверхность тщательно промывается мыльным раствором.
  5. Наносить медно-кислотный раствор необходимо при помощи специального пульверизатора или обычной строительной кисти. При этом соблюдайте все правила безопасности, уделите особое внимание вентиляции помещения.

Приблизительно через два часа после нанесения на поверхности появится ржавый эффект. Нет необходимости смывать смесь, поскольку состав самостоятельно улетучится спустя некоторое время. При недостаточном количестве образовавшейся ржавчины, процедуру можно провести повторно, дабы добиться желаемого результата.

Второй метод: уксус и отбеливатель

Есть еще один способ, как сделать ржавчину легко и быстро в домашних условиях — применение уксуса и отбеливателя. Данный метод подойдет только для поверхностей, при отделке которых не использовалась грунтовка и различные герметические составы. Сочетание уксуса и отбеливателя дает максимальный эффект естественного ржавления, если металлические изделия имеют в своем составе олово или железо.

Рассмотрим инструкцию покрытия металлического изделия ржавчиной:

  1. На первом этапе тщательно осмотрите объект на наличие посторонних следов старых покрытий, при необходимости очистите.
  2. Далее смешайте в подготовленной емкости одну часть уксуса и две части хлорной извести. Объем смеси может варьироваться в зависимости от размеров предмета, который вы собираетесь заржавить.
  3. Поместите металлическое изделие в раствор на тридцать минут – за этот промежуток времени на поверхности предмета образуется потрескавшийся слой ржавчины.
  4. Уберите остатки смеси при помощи обычного бумажного полотенца, а также утилизируйте оставшуюся часть уксуса и отбеливателя.
  5. После того как изделие полностью высохнет, сотрите необходимую часть ржавчины (в зависимости от желаемого результата). Некоторым больше нравится толстый слой ржавого покрытия, другим же поверхностная коррозия на металле и иных поверхностях.

Для закрепления полученного эффекта на объекте используйте специальную грунтовку в аэрозоле либо матовый герметик в виде спрея.

На видео: три простых способа создания благородной ржавчины.

Имитация натуральной ржавчины на металле

Можно ли заржавить металл, не искажая натуральную структуру материала? В таких случаях используют имитацию ржавления при помощи специального красящего состава или пленки под ржавчину. Обратите внимание, что придать эффект ржавчины можно как металлу, так и иным материалам, например, древесине.

Краски и пигменты

Чтобы сделать изделие ржавым, чаще всего применяют краску под ржавчину на акриловой основе. Сейчас такую смесь можно приобрести в любом строительном магазине. Как же создается краска под ржавчину? Ржавые оттенки образуются посредством взаимодействия коричневого, желтого и красного пигментов. Также может добавляться синий пигмент для придания покрытию большей глубины и насыщенности цвета.

Существует и природный пигмент, который при одиночном использовании дает вид будто поверхность заржавела со временем, а не в результате декоративно-отделочных работ – это сурик железных или охра (смесь гидрата окиси железа и глины).

Природную охру не используют для покраски металлических предметов. Она лишь является основополагающим компонентом и добавляется в лакокрасочные материалы (в краски, грунтовки, эмали).

Независимо от того, какую краску вы собираетесь использовать — купленную или приготовленную самостоятельно на основе железного сурика, смесь должна наноситься на очищенную и обезжиренную поверхность. Чтобы создать правдоподобную текстуру ржавчины, краску можно нанести с помощью пористой губки или сухой кистью (для имитации подтеков).

Имитирующая пленка

В магазинах строительных и отделочных материалов можно найти самоклеящуюся пленку с изображением ржавчины. Это также неплохой вариант, который позволит быстро и без особых проблем получить нужный эффект. Однако такую пленку рекомендуется клеить на идеально ровную поверхность, в противном случае могут появиться воздушные пузыри, либо в некоторых местах пленка просто отклеится.

Чаще всего пленку с имитацией ржавчины используют автовладельцы, которые хотят затюнинговать свою машину.

Как использовать пленку:

  1. Поверхность, которую требуется задекорировать, необходимо обезжирить (спиртом или специальным обезжиривателем).
  2. Приложите пленку к основе и отметьте участки либо контуры, которые нужно вырезать.
  3. Отсоедините пленку от подложки и начинайте приклеивать отрезок по середине, постепенно разравнивая к краям.

Декоративная покраска под ржавчину (2 видео)

Пигменты и бытовые средства (25 фото)

 

Методы, советы и решения для остановки и предотвращения коррозии металлов Упрочнение композитов

Методы остановки и предотвращения коррозии металлов

Коррозия металла возникает, когда металл подвергается воздействию влаги и других элементов или химикатов. Хотя это, как правило, естественный процесс, он может привести к серьезному снижению функциональности и эстетики металлических изделий. Какой бы ни была причина вашего желания остановить и предотвратить коррозию металлов, вот несколько полезных способов предотвратить коррозию металлов :

  • Перейдите на неагрессивные металлы, такие как алюминий и нержавеющая сталь.
  • Следите за тем, чтобы область вокруг металлической поверхности была сухой.
  • Используйте осушители и влагонепроницаемые продукты.
  • Убедитесь, что подземные трубопроводы проложены в слое засыпки, например, известняка.
  • Регулярно очищайте электрические компоненты.

Выполнение этих простых шагов может продлить жизнь металлу, а остановить коррозию металлов в их следах. Учтите, что весь металл требует ухода. Используйте эти методы часто, чтобы предотвратить коррозию металлов .

Дополнительные способы предотвращения коррозии металла

Помимо приведенных выше предложений, существуют методы обработки металла, которые могут остановить коррозию металлов до того, как она начнется; например, покрытие из консистентной смазки или масла на металлической поверхности. Покраска - еще один метод предотвращения коррозии металла. Также рассмотрите возможность использования катодной защиты для предотвращения коррозии основных металлических деталей.

Покрытие из углеродного волокна для предотвращения коррозии металла

Покрытие из углеродного волокна - еще один превосходный метод предотвращения коррозии металлов .В этом процессе листы углеродного волокна герметизируются вокруг и часто внутри металлической трубы или на любой металлической поверхности. Это не только помогает предотвратить коррозию, но и укрепляет металл, предотвращает образование трещин и предотвращает образование утечек.

Компания HJ3 Composite Technologies, предлагающая несколько продуктов и методов для предотвращения коррозии металлов, является авторитетным специалистом в области нанесения покрытий из углеродного волокна. Если вас беспокоит состояние вашего металла, позвоните нам сегодня.

.

Влияние коррозии на прочность материала на разрыв и Duc

Переключить навигацию Меню
  • Статьи Покрытия
.

Влияние иона хлора на коррозионное поведение металла при царапинах на покрытии

Влияние хлорид-иона на коррозию металла под покрытием с царапинами было исследовано с помощью технологии проволочно-лучевого электрода (WBE) и спектроскопии электрохимического импеданса (EIS) технологии. Результаты показали, что ток металлической поверхности можно охарактеризовать с помощью технологии WBE. В случае царапин на покрытии в месте повреждения всегда присутствовал анодный ток, а катодная реакция имела место в непосредственной близости от места повреждения.Катодная область окружала дефект и со временем перемещалась в дальний конец. С увеличением концентрации Cl - реакция коррозии ускорялась, скорость миграции катода также увеличивалась, а также скорость удаления покрытия. В сочетании с электрохимической импедансной спектроскопией были получены единообразные законы.

1. Введение

До сих пор нефть и природный газ остаются незаменимыми источниками энергии. Между тем, с развитием экономики спрос на нефть и природный газ также растет во многих странах.Перед нефтегазовой отраслью стоят огромные задачи по обеспечению стабильных поставок нефти и природного газа и национальной энергетической безопасности. Коррозия металлических труб всегда была одной из самых важных проблем в нефтегазовой отрасли, особенно при разведке нефти на море. В настоящее время при морской добыче и транспортировке нефти антикоррозионное покрытие трубопроводов является наиболее распространенным и практичным методом, процесс эксплуатации которого относительно прост [1]. Однако Чен Ялин [2] применил технологии WBE и EIS для изучения отслаивания поврежденного покрытия в области ватерлинии поврежденного покрытия на ватерлинии раздела вода / жидкость в 3.5% (массовая доля) раствора NaCl, который доказал, что как поврежденная область, так и область собственного дефекта могут ускорить процесс удаления катода с близлежащего покрытия, тем самым увеличив скорость коррозии металла. Немет З. [3] подтвердил, что ионы хлора могут проходить через покрытие на поверхность раздела металла покрытия с помощью радиоизотопных методов. Он Хуан [4] изучал коррозию хлорид-ионов в растворах металлов в водном растворе. Было обнаружено, что ионы хлорида в водном растворе могут разрушать пассивирующую пленку металла в процессе конкуренции с ионами водорода и кислорода в процессе адсорбции, что приводит к возникновению точечной коррозии, дырочной коррозии и щелевой коррозии, а также металлическое оборудование более подвержено коррозии.Хорнус [5] исследовал влияние концентрации хлорид-иона на щелевую коррозию алюминиевого сплава. Было обнаружено, что, когда концентрация хлорид-иона составляла 0,1 ~ 1 моль / л, продукты щелевой коррозии увеличивались, а после того, как концентрация хлорид-иона улучшалась с 1 моль / л до 10 моль / л, продукты щелевой коррозии уменьшались. Ма Юньлинь [6] показал, что с увеличением концентрации хлорид-иона в растворе потенциал питтинга нержавеющей стали уменьшался, а плотность тока затупления увеличивалась; это указывало на то, что металл был более склонен к щелевой коррозии с увеличением концентрации хлорид-иона.Олдфилд и Саттон [7, 8] полагали, что щелевая коррозия произойдет, когда концентрация хлорид-иона достигнет критического значения. Следовательно, изменение концентрации хлорид-иона в зазоре может косвенно отражать процесс развития щелевой коррозии. Nishimoto [9] использовал индикатор ионов хлора для характеристики распределения ионов хлора в зазоре во время процесса щелевой коррозии. Было обнаружено, что распределение хлорид-ионов в зазоре было неравномерным. Концентрация хлорид-ионов вблизи мест локальной коррозии была относительно высокой.По мере развития процесса коррозии изменение концентрации хлорид-иона в зазоре соответствовало изменению плотности тока коррозии. Исследования, проведенные в Китае, также показали, что образование, рост и растворение мембран из хлорид-ионных солей сыграли важную роль в процессе разрушения систем покрытия из алюминиевого сплава / эпоксидного порошка. Следовательно, нельзя игнорировать вред, наносимый ионами хлора, и он будет иметь прямое влияние на срок службы оборудования и безопасность производства. В частности, сталь Q235 имела содержание углерода около 0.17% и относились к низкоуглеродистой стали. Равновесная структура: субаналитическая организация, феррит + частичный перлит. Его коррозионная стойкость к хлорид-ионам была невысокой, поэтому эпоксидно-порошковое покрытие использовалось в качестве грунтовки на основных нефте- и газотранспортных трубопроводах. Однако до сих пор оставалось много проблем, связанных с влиянием хлорид-иона на коррозию металла в эпоксидном порошковом покрытии с дефектом царапины [10]. Chen Jiejing et al. [11] обнаружили, что технология проволочно-лучевого электрода (WBE) является одним из оптимальных вариантов при изучении коррозии под отложениями.Чжан Ся и др. [12] использовали технологию WBE для изучения потенциала коррозии и распределения тока на границе раздела биопленки и металла, а также их относительности с распределением перекиси водорода в искусственной биопленке и обнаружили, что она может быстро получить электрохимическую информацию о поверхности электрода. и точно. Таким образом, цель данной статьи - изучить закон коррозии хлорид-ионами металла под эпоксидным порошковым покрытием с дефектами царапин, чтобы найти соответствующий эффективный метод защиты.

2. Тест
2.1. Испытательные устройства и методы

Листы оргстекла обрабатываются в виде массива с помощью технологии ЧПУ, диаметр каждого отверстия составляет 2 мм; расстояние между каждыми двумя отверстиями составляет 0,5 мм. Вставьте стальную проволоку из материала Q235 диаметром 2 мм в отверстие и залейте эпоксидной смолой, чтобы она полностью залилась между стальными проволоками и обеспечила взаимную изоляцию между каждой стальной проволокой. При измерении тока насыщенный каломельный электрод используется в качестве вспомогательного электрода.Измеряемый жгут подключается к обратному концу гальванометра нулевого сопротивления сканера тока. Остальные 99 корней подключаются для измерения связанного тока между ними, после чего происходит последовательное переключение распределения плотности тока.

2.2. Подготовка образца

В соответствии с требованиями SYT-0315-2013 «Технические условия на нанесение эпоксидного порошкового покрытия методом плавления стальных труб», глубина анкеровки металлической поверхности должна контролироваться на уровне 40 ~ 100 мкм м до нанесения эпоксидного порошкового покрытия. подготовлен.Согласно сравнению спецификации наждачной бумаги и шероховатости, электроды в эксперименте полируются шаг за шагом наждачной бумагой 60 #, 180 # и 280 # соответственно, а затем по очереди промываются и сушатся ацетоном и спиртом. Для хорошей шлифовки электродной решетки в нагревательной печи с предварительным нагревом при температуре 200 ° C через 10 минут используется метод электростатического напыления эпоксидного порошка для покрытия поверхности массива электродов. В печи для отверждения при температуре 200 ° C по окончании распыления вынуть через 20 мин.Когда температура поверхности падает, толщина измеряется толщиномером покрытия. В качестве точек измерения для каждого купона выбирается 20 точек, и среднее значение принимается как толщина покрытия купона после измерения. Согласно требованиям GB / T 23257-2009 в трехслойной структуре PE используется эпоксидное порошковое покрытие в качестве грунтовки, толщина должна быть не менее 120 мкм м, а толщина контрольного покрытия составляет 150 ± 10. мкм м. Готовые купоны с покрытием помещаются в сухой ящик для использования.

2.3. Методы испытаний

Как показано на рисунке 1, обработка повреждений искусственной царапины выполняется в положениях (6,5) и (6,6). Конкретный метод заключается в следующем: покрытие на поверхности двух электродов подвергается обработке с одинаковой степенью повреждения резаком для бумаги, и покрытие полностью разрушается, чтобы обнажить металлическую основу, чтобы избежать внесения посторонних переменных. Края решетчатых электродов, повреждения от царапин, заделываются пчелиным воском. Их погружают в дистиллированную воду, 1% NaCl, 3.5% NaCl, 6% NaCl и 8,5% NaCl соответственно. Для каждого эксперимента используются три параллельных образца. Регулярно проводите испытание качания тока с помощью потенциометрического сканера тока проволочного электрода. Стандартная трехэлектродная система используется для измерения импеданса переменного тока. Во время измерения частота выбирается от 0,1 Гц до 100 кГц, а амплитуда составляет 20 мВ.


3. Результаты и обсуждение
3.1. Результаты и анализ распределения плотности тока

На рисунке 2 показано распределение плотности тока коррозии поврежденной системы покрытия после выдержки в дистиллированной воде в течение разного времени.На рисунке ось X соответствует строке на рисунке 1, ось Y соответствует столбцу на рисунке 1, а ось Z - это ось плотности тока с единицами измерения A · cm −2 .

Из рисунка 2 видно, что реакция коррозии происходит в поврежденном месте на начальной стадии погружения. В ходе реакции один из двух электродов в месте повреждения показал анодный ток, а другой - катодный ток. Ток коррозии невелик, а пиковая плотность тока составляет около 2 мк А · см −2 ; это явление указывает на то, что при отсутствии хлорид-иона, хотя он может быстро вызвать электрохимическую коррозию стали Q235, скорость реакции относительно мала.Плотность тока в области покрытия составляет около 10 -3 А · см -2 , что означает отсутствие электрохимической реакции в этих местах и ​​показывает, что покрытие имеет хорошую защиту электрода. По мере увеличения времени выдержки пиковый ток электрода инь-ян немного колеблется, и коррозия развивается медленно. Когда время погружения достигает 40 дней, обнаруживается, что оба электрода становятся анодным током в поврежденном месте. Катодный ток появлялся в точках (6,4), (6,7) и (5,5), которые находились относительно близко к месту повреждения.В это время реакция растворения металла продолжает происходить в месте повреждения, а катодная область электрохимической реакции переходит на соседнее покрытие в месте повреждения. Когда эксперимент продолжается до 50-го дня, можно обнаружить, что анодный ток остается в поврежденном положении, а катодный ток продолжает распространяться, за исключением предыдущих пунктов (6,4), (6,7), (5, 5), (5,7), (7,5) и (7,6) также показали относительно очевидный катодный ток в этих положениях, что доказывает, что катод распространился из поврежденного положения на периферию.

Из рисунка 3 видно, что в 1% -ном растворе NaCl анодный и катодный токи все еще появляются в поврежденном месте на начальной стадии погружения, каждый занимает один электрод, но плотность тока коррозии значительно увеличивается и пиковое значение достигло около 12 мкм А · см −2 . С добавлением NaCl положение погружения было преобразовано в анодный ток при погружении на 15 дней, и катодный ток начинает появляться под покрытием (6,4), (6,7) и (5,6).Это указывало на то, что катод быстрее развивался в направлении неповрежденной области под покрытием при добавлении NaCl. После этого анод оставался в поврежденном положении, и область, где появлялся катодный ток, постепенно расширялась по мере увеличения времени выдержки. Через 50 дней значительные катодные токи появились на 11 жгутовых электродах вокруг места разрыва. Кроме того, значительно увеличилось текущее значение в месте, удаленном от места повреждения, например, (5,3), (5,8) и т. Д.

Из рисунка 4 видно, что изменение плотности тока системы в 3,5% растворе NaCl демонстрирует аналогичную картину. В начале погружения в месте повреждения возникают анодный ток и катодный ток соответственно. Однако по мере того, как время погружения идет, две жгуты при разрыве трансформируются в анодную область, и положение, в котором исходный ток вокруг дефекта почти равен нулю, появляется как область катодной реакции, более того, катодная область постепенно расширяется с время.Это указывает на то, что принцип реакции не меняется с увеличением концентрации хлорид-ионов. Однако увеличение плотности анодного тока увеличивает скорость реакции коррозии, и скорость наружной диффузии катода также значительно увеличивается с увеличением концентрации хлорид-иона. Взяв экспериментальное время в 50 дней, 15 электродов в покрытии из 3,5% раствора NaCl показали очевидный катодный ток, включая точку (5,8) вдали от места повреждения, а скорость диффузии катода была намного выше, чем у дистиллированной воды и A образец в 1% растворе NaCl.

Как видно из рисунка 5, плотность анодного тока продолжает увеличиваться по мере увеличения концентрации раствора NaCl, которая превысила 20 мкм А · см -2 в 6% растворе NaCl. Из рисунков 4 и 5 (d) видно, что при низкой концентрации раствора NaCl катодная область распространилась на область, расположенную далеко от места повреждения, и более крупный катод также обнаружен в положениях (2, 3). , (2, 9). Катодная область увеличилась до 27 электродов, и диапазон диффузии значительно увеличился.Анодный ток появился в точках (6, 7) и (7, 6) рядом с местом разрыва, что может быть связано с сильным отслаиванием покрытия вблизи места разрыва по мере развития реакции. Большое количество коррозионного раствора контактирует с электродами (6,7) и (7,6), что приводит к ситуации, когда эти два положения аналогичны полному погружению в раствор, а катодная реакция превращается в анодная реакция.

Первоначально электрохимическая коррозия возникает только в месте повреждения, что проявляется в наличии анодного тока и катодного тока для двух электродов.По мере развития реакции катодная область поврежденного положения постепенно изменяется и остается в качестве анодной области, потому что реакция окисления и реакция восстановления одновременно выполняются на каждом электроде на начальной стадии реакции. Один из электродов имеет скорость реакции окисления выше, чем скорость реакции восстановления, и, наконец, показывает реакцию окисления, показывая анодный ток; другой электрод имеет скорость реакции восстановления выше, чем скорость реакции окисления, и имеет катодный ток.По мере развития реакции место повреждения постепенно покрывается слоем ржавчины, который в определенной степени препятствует диффузии кислорода, а образование жгута полузамкнутой анодной зоны затрудняет получение кислорода. Область вокруг сломанного места более способствует проникновению кислорода. Следовательно, реакция поглощения кислорода, происходящая на катоде, имеет тенденцию происходить в области, где кислород легко добывается под покрытием; то есть передний конец отслаивания служит катодной областью, а сломанный участок выполняет реакцию растворения металла.

По мере развития реакции ионы хлора разрушают целостность слоя ржавчины и ускоряют перенос материала. Кроме того, ионы хлорида образуют растворимый хлорид с ионами двухвалентного железа. Гидролиз хлорида снижает pH окружающей среды, что дополнительно способствует растворению анода. Следовательно, при таком автокатализе анодная реакция постепенно усиливается. Это явление имеет тенденцию к увеличению по мере увеличения концентрации хлорид-иона. Реакция восстановления кислорода происходит в катодной области и дает много OH - .Этот процесс нарушит связь между покрытием и металлом в прилегающей области, уменьшит влажную адгезию покрытия, вызовет отслаивание покрытия, и катод продолжит развиваться дальше от поврежденного места. Кроме того, увеличение количества продуктов коррозии в области анода ускоряет отслаивание покрытия. Скорость очистки увеличивается с увеличением концентрации хлорида. В основном это связано с наличием электрической пары, образованной дефектным покрытием и полным покрытием в месте дефекта, которая обеспечивает питание для снятия покрытия.Для поддержания этой пары вам необходима пороговая концентрация ионов C. И C связана с концентрацией ионов в онтологии раствора [10]. Конкретные отношения следующие:

.

Причины и последствия коррозии - Вопросы и ответы по технической химии

перейти к содержанию Меню
  • Дом
  • разветвленных MCQ
    • Программирование
    • CS - IT - IS
      • CS
      • IT
      • IS
    • ECE - EEE - EE
      • ECE
      • EEE
      • EE
    • Гражданский
    • Механический
    • Химическая промышленность
    • Металлургия
    • Горное дело
    • Приборы
    • Аэрокосмическая промышленность
    • Авиационная
    • Биотехнологии
    • Сельское хозяйство
    • Морской
    • MCA
    • BCA
  • Тест и звание
    • Sanfoundry Tests
    • Сертификационные испытания
    • Тесты для стажировки
    • Занявшие первые позиции
  • Конкурсы
  • Стажировка
  • Обучение
Меню
  • Дом
.

Смотрите также