Коррозия меди и ее сплавов: причины и способы решения проблемы

Где производится бижутерия?

Есть несколько основных стран, которые могут похвастаться качеством своих изделий. Они доказывают, что бижутерия может выглядеть значительно лучше, чем золотые украшения.

1. Италия – это лидер в производстве бижутерии. Украшения, которые там изготовляются, пользуются большой популярностью во всем мире. На острове Мурано производится муранское стекло, которое отличается своим необычным видом. Украшения производятся вручную лучшими итальянскими ювелирами. Такая бижутерия не является бюджетной.
2. Франция. В этой стране есть несколько компаний, которые специализируются именно на изготовлении бижутерии.
3. Чехия известна благодаря своим изделиям из граната. Ювелиры используют сплав «томпак», который не вызывает аллергию у человека.
4. Бельгия отличается хорошим качеством украшений. Они служат долго своему хозяину и не темнеют.

Во избежание деформации необходимо снимать все украшения при большой активности, такой как бег или фитнес. Для продления срока жизни украшений лучше одевать их только на выход и снимать при выполнении домашних обязанностей.

Правильно подобранные ювелирные украшения способны подчеркнуть красоту и дополнить любой образ. Сейчас в моде массивные украшения из бижутерного сплава – это увесистые браслеты и подвески в геометрическом решении. Так же стоит присмотреться к новому тренду – броши. Они отличаются своим разнообразным видом и формой.

Коррозия луженой меди

Луженая медь отличается превосходной коррозионной стойкостью. Луженая медь отлично служит даже под воздействием дождя, града, снега, не чувствительна к перепаду температуры окружающей среды. Атмосферная коррозия луженой меди весьма незначительна. Оловянное покрытие по отношению к меди является анодом, т.к. имеет более электроотрицательный потенциал. Если на нем нет никаких изъянов (пор, трещин, царапин), через которые медь контактирует с атмосферой – оно прослужит очень долго. Если же дефекты покрытия присутствуют – атмосферная коррозия луженой меди протекает по следующим реакциям:

А: Sn — 2e→ Sn2+ — окисление олова;

К: 2 H2О + O2 + 4e → 4 OH- — восстановление меди.

2 Sn + 2 H2О + O2 → 2 Sn(OH)2

Качественное оловянное покрытие продлевает срок службы луженой меди до 100 лет и более.

Ржавеет ли аллюминий: причины

Если сплавы железа ржавеют относительно быстро, то при нормальных условиях алюминий практически не разрушается. На его поверхности появляется защитная пленка из оксида алюминия. Она имеет тонкий слой примерно 5−10 мм, но обладает высокой прочностью. Этот слой не позволяет влаге, воздуху разрушать структуру металла.

Как только нарушается целостность оксидной пленки, металл корродирует. Причинами повреждения защитного слоя может являться взаимодействие с кислотами, растворителями и щелочами, механическое воздействие (например, силы трения).

В промышленных районах и в городской среде оксидная пленка нарушается за счет продуктов распада топлива, взаимодействия с серой и с окислами углерода.

Интенсивно растворяют пассирующий слой такие элементы, как фтор, хлор, натрий, и соединения брома. Строительные растворы с добавлением цемента также приводят к быстрой порче металла. Морская вода также вызывает интенсивное разрушение чистого алюминия, поэтому на практике используют сплав с медью и марганцем, получивший название дюралюминия.

Гальванические пары способны вызывать электрохимическую коррозию. В местах соединений двух разнородных металлов ржавчина выступает наиболее заметно. При этом коррозии подвергается только один металл, а второй выступает в роли источника. Поэтому не рекомендуют использовать алюминиевые кузова при контакте с железом.

Почему нержавейка ржавеет?

Если Вы столкнулись с тем, что красивые, блестящие, радующие глаз перила или ограждения из нержавеющей стали через небольшое время покрылись пятнами ржавчины, дело, скорее всего, в использовании неподходящей марки стали.

Согласно международной классификации AISI, которая регламентирует содержание никеля, хрома и других примесей в сплаве, чем выше доля никеля, тем лучше антикоррозийные качества стали. В настоящее время чаще всего используются три основные марки стали: AISI 304, AISI 201, AISI 430.

AISI 304 включает в себя как минимум 18 % хрома и 8 % никеля, что позволяет сформироваться на поверхности тонкой пленки слоя оксида, пассивного к воздействию химических элементов. Кроме того, стали этого состава немагнитны. Именно эти характеристики позволяют использовать AISI 304 для уличных ограждений и перил, а также в бассейнах.

Изделия из более дешевой марки нержавеющей стали AISI 201 прекрасно поведут себя в помещении, но не с повышенной влажностью (ванная, бассейн). При использовании ограждений и перил из этой нержавейки на открытом воздухе, коррозийные процессы обязательно дадут о себе знать, особенно в местах сварки.

Совершенно непригодна для использования в ограждениях и перилах марка стали AISI 430, которая совсем не содержит никеля. Изделия из этой марки стали заржавеют даже в помещении, причем уже через пару месяцев.

Фотография Ильи Варламова

Что же делать, чтобы не столкнуться с печальной ситуацией, описанной в начале нашей статьи?

Во-первых, убедитесь, что Ваш поставщик использует ту марку стали, которая пригодна для Ваших целей: AISI 304 для открытого воздуха или влажных помещений, AISI 201 для обычных помещений. Ни при каких условиях не соглашайтесь на сталь AISI 430, абсолютно неподходящую для изделий этого типа. Кроме того, гарантия поставщика на свои изделия не менее года даст Вам уверенность, что реально будет использоваться та марка стали, которая указана у Вас в договоре.

Во-вторых, помните, что за перилами и ограждениями из нержавеющей стали необходимо правильно ухаживать. Поскольку причина устойчивости к ржавчине – поверхностная оксидная пленка, нужно использовать средства, не повреждающие ее. Нельзя мыть изделия из нержавеющей стали моющими средствами, содержащими песок, хлор, кислоты и соду. Нельзя при уходе использовать абразивные вещества, а также жесткие и грубые щетки и губки, даже если предстоит иметь дело с застарелыми загрязнениями.

Используйте для ухода за нержавейкой чистые мягкие тряпки, нейтральные моющие средства и чистую воду, а лучше – специальные средства для нержавеющей стали. Затвердевшие загрязнения нужно сначала размочить, а затем удалить сухой тряпкой, во избежание появления царапин. Кроме того, существуют специализированные средства, способствующие восстановлению защитного слоя нержавеющей стали.

www.proform-sm.ru

Воздействие водной среды

В водной среде медь подвергается коррозии

В воде скорость коррозии меди зависит от наличия в ее составе оксидных пленок и растворенного кислорода. Чаще всего металл подвергается ударной или точечной коррозии. Чем насыщеннее вода кислородом, тем быстрее протекают процессы коррозии меди. Пагубно влияют воды, содержащие ионы хлора и низкий уровень pH. Но в целом этот металл оказывает высокое сопротивление водной среде, а разрушению препятствует появление слоя оксида. Так называемая зеленая или черная корка плотно соприкасается с поверхностью изделия и не позволяет разрушающим веществам проникать в металл. Оксид начинает образовываться после двух месяцев непрерывного нахождения изделия в воде. Оксидный слой бывает двух видов:

Медные изделия поднятые со дна океана

• карбонат – имеет зеленый цвет и считается более прочным;
• сульфат – имеет темный цвет и рыхлую структуру.

Медь является наиболее предпочтительным металлом для изготовления трубопроводов. Но если, вода, проходящая по медным трубам, в дальнейшем контактирует с алюминием, железом или цинком, то она в значительной мере ускорит коррозию этих металлов. Для предотвращения этого и защиты меди от коррозии используют лужение металла, которое получают путём нанесения на поверхность изделия расплавленного олова. Луженое изделие отличается высокой коррозийной стойкостью, оно не подвержено перепадам температур и способно противостоять негативным атмосферным факторам.

Определение по цвету

Итак, перед нами кусок неизвестного материала, который необходимо идентифицировать как медь. Упор на термин «материал», а не «металл», сделан специально, так как в последнее время появилось немало композитов, которые по внешним признакам и тактильным ощущениям очень похожи на металлы.

В первую очередь рассматриваем цвет. Это желательно делать при дневном свете или «теплом» светодиодном освещении (под «холодными» светодиодами красноватый оттенок меняется на желто-зеленый). Идеально, если для сравнения есть медная пластинка или проволока – в этом случае ошибка в цветовосприятии практически исключена.

Важно: старые медные изделия могут быть покрыты окислившимся слоем (зеленовато-голубым рыхлым налетом): в этом случае цвет металла нужно смотреть на срезе или спиле

Историческая справка, характеристика меди

Медь относится к отряду основных химических элементов. В естественном (чистом) виде это металл с красно-оранжевым оттенком. Его используют для изготовления очень большого ряда изделий, к которым относятся провода электрические, посуда, трубы, радиаторы автомобилей и т. п.

Информация археологов говорит о том, что медь начали использовать более десяти тысяч лет назад. Так медный кулон, обнаруженный в северных районах современного Ирака, был изготовлен около 8700 года до нашей эры.

Медь обладает высокими показателями тепловой и электрической проводимости, легко обрабатывается как горячим, так и холодным способом. У нее очень высокая коррозийная стойкость. Это обусловлено тем, что медь создает на своей поверхности очень тонкий оксидный защитный слой в результате реакции ее с кислородом.

Медь нашла широкое применение в производстве акустических, электрических и иных проводов, присутствуя там как металл высокой чистоты либо с небольшими добавлениями серебра, мышьяка, фосфора, теллура, серы.

Отчего ржавеет нержавеющая сталь?

Название «нержавеющая сталь» как бы подразумевает, что перед нами – сталь, которая не ржавеет. Однако вот лежат на заброшенной стройке ржавые трубы (из нержавеющей стали), вот стоит на свалке ржавый «Запорожец» (из нержавеющей стали), а где-нибудь под ванной можно отыскать случайно потерянное бритвенное лезвие – ржавое-ржавое, зато с гордой надписью «stainless steel»(«нержавеющая сталь»). В чём же дело?

У побережья Италии, в заливе Таранто, археологи обнаружили остатки корабля, затонувшего в далёком 180 году нашей эры. Анализ обломков показал, что виновником древней катастрофы стали проржавевшие железные гвозди, которыми была приколочена к днищу судна деревянная заплата. Скорее всего, во время внезапно налетевшей бури ржавые гвозди не выдержали, заплата отвалилась и корабль пошёл ко дну с грузом и экипажем – всего в 500 метрах от берега.

Как видите, уже 2000 лет назад люди сталкивались с трагическими последствиями «коррозии металла» – от латинского слова «corrodere», то есть «грызть, разъедать»). Ржавчина стала причиной многих трагедий – например, в 1967 в США из-за вызванной коррозией трещины в подвесном стержне обрушился Серебряный Мост через реку Огайо. В катастрофе погибло 46 человек!

С точки зрения химии ржавчина – это оксид железа-три, соединение железа с кислородом. Кислород (O), содержащийся в воздухе, воде или кислотах, активно реагирует с атомами железа (Fe), образуя оранжево-красный оксид (с формулой Fe2O3)

Если вы когда-нибудь видели природные источники железистых минеральных вод, например, знаменитого нарзана, то наверняка обращали внимание на оранжевый цвет земли и камней рядом – это в точности та же самая ржавчина, соединение железа с кислородом. На поверхности железного или стального предмета ржавчина не останавливается – она продолжает распространяться вглубь, пока предмет не проржавеет насквозь

Что же такое «нержавеющая сталь»? Это сплав железа и углерода с примесью другого металла – хрома. Кислород соединяется с хромом более активно, чем с железом. Хром для кислорода «вкуснее» железа – в результате образуется тонкая невидимая плёнка окиси хрома, абсолютно непроницаемая для кислорода. В итоге сталь оказывается надёжно защищённой от коррозии.

«Но почему же она тогда всё-таки ржавеет?» – спросите вы. Причин – две. Первая – хрома может оказаться недостаточно, такая ситуация может возникнуть при контакте нержавеющей стали с обыкновенной углеродистой сталью. Именно поэтому инструкции категорически запрещают контакт деталей из «нержавейки» с деталями из обычной стали – нержавейка начнёт ржаветь. Вторая причина – защитная плёнка не является какой-то суперпрочной, её можно повредить. Она легко разрушается кислотами или соединениями йода, фтора и хлора. Морская вода или чистящие средства, содержащие хлор («Доместос гель», «Белизна» и так далее) – страшные враги нержавеющей стали! Даже обычная дождевая вода для нержавеющей стали опасна – потому что в каплях дождевой воды всегда содержится небольшое количество угольной кислоты (H2CO3).

Таким образом, нержавеющая сталь не будет ржаветь только в том случае, если за ней постоянно и бережно «ухаживают» – чистят (средствами, не содержащими хлор!), вытирают насухо, покрывают лаком или краской и так далее. А вот если предмет из «нержавейки» просто бросить на улице, как тот же старый автомобиль, рано или поздно краска облупится, кислота разъест защитную плёнку, и железо начнёт превращаться в ту самую ржавчину со всеми вытекающими последствиями. «По ржавому ножу узнаёшь нерадивого хозяина» – говорит восточная поговорка. Так и есть!

Цинк и сталь

Практически в каждом доме можно встретить оцинкованные вещи: ведра, кастрюли, выварки и пр. Все они надежно защищены от ржавчины именно благодаря цинку. Образно выражаясь, конечно, на сталь наносится напыление этого металла, и по логике вещей речь не идет о сплаве. С другой стороны, зная, как происходит оцинкование, можно утверждать обратное. Дело в том, что цинк плавится при очень низкой температуре (около 400°С), а когда он в жидком состоянии попадает на поверхность стали, то диффундирует в неё.

Атомы обоих веществ очень крепко связываются между собой, образуя железоцинковый сплав. По этой причине можно смело сказать, что Zn не «уложен» на изделие, а «внедрен» в него. Это можно наблюдать в обычной бытовой ситуации. К примеру, на оцинкованном ведре появляется царапина. Начинает ли оно в этом месте ржаветь? Ответ однозначный — нет. Это происходит потому, что при попадании влаги начинают разрушаться соединения цинка, но при этом они образуют некую защиту для стали. Так, в большинстве случаев такие цинковые сплавы предназначены для защиты изделий от коррозии. Конечно, для этих целей можно использовать и другие вещества, такие как хром или никель, но стоимость этих изделий будет в разы больше.

Выписки из стандартов и требований EN1057 к питьевому трубопроводу из меди.

Для более точного рассмотрения этого вопроса  рассмотрим нормы по СанПин (EN1057 п.3.1 ) систем питьевого водоснабжения. Эти нормы усматривают следующие требования:

Стандарт DIN 4046 — вода для использования человеком и удовлетворения его нужд, должна обладать всеми качественными особенностями — соответствующими действующим предписанием, в частности, «Предписанию по питьевой воде», стандартам DIN 2000 и DIN 2001.

Установка систем для питьевой воды осуществляется по DIN 1988 (TRWI). Системами питьевого водоснабжения, согласно DIN 1988, ч.1, считаются все трубопроводы и/или приборы, элементы составляющие систему, которые обеспечивают подачу воды в резервуары для обработки и потребления питьевой воды, входящие в центральные и/или индивидуальные системы водоснабжения. В нормативных документах указаны точные разграничения.

В системах питьевого водоснабжения не рекомендуется, с целью антикоррозийной защиты, производить обработку воды в какой-либо форме.

Существует множество бактерий возбудителей, способных размножаться в системах снабжения подогретой питьевой воды. Поэтому трубопроводы должны монтироваться с учетом требований Трудового листа DVGW W551 «Системы подогрева питьевой воды; трубопроводы для питьевой воды; технические меры для уменьшения роста числа бактерий возбудителей».

Обязательное предписание для трубопроводов питьевого водоснабжения AVB – Wasser V (требования к общим условиям по снабжению водой) действует для всех элементов трубопровода, а значит и к самим трубам, к ним выдвигаются требования по изготовлению с соблюдением признанных правил и технологий. В предписании отмечено, что наличие маркировки знаком качества признанной контрольной службы, подтверждает выполнение данных требований.

МЕДНЫЕ ТРУБЫ, соответствующие данным требованиям, разрешены к использованию в трубопроводах холодного и горячего питьевого водоснабжения.

Медь, как материал, пригодна для питьевой воды без каких либо ограничений, если питьевая вода соответствует требованиям и условиям DIN 50930

Важной величиной является
значение показателя рН воды, который согласно требованиям должен быть в пределах 6,5…9,5. А также питьевая вода должна быть нейтральной к содержанию свободных углекислот, согласно DIN 50930, ч.5 коэффициент содержания свободных углекислот в воде Кв 8,2 не должен превышать 1,00 моль/м

куб.

Для систем центрального водоснабжения данные по показателям рН и Кв 8,2 должны предоставляться службами водоснабжения, а в отдельных или индивидуальных системах предоставляются местными службами.

Минимально допустимый номинальный внутренний диаметр труб для систем питьевого снабжения, по DIN 1988, ч.3, составляет DN 10 (соответствует медной трубе 12х1). Часто используемые трубы с параметрами 18х1 соответствуют значению DN 16.

Инженерам, проектировщикам и монтажникам настоятельно рекомендуется использовать только те трубы, которые прошли контроль DVGW и имеют маркировку знаком качества DVGW (EN1057).

Для соединения медных трубопроводов в системах холодного и горячего питьевого водоснабжения действуют правила указанные в Трудовом листе DVGW GW 2 и информационном издании 159 «Соединения медных труб». Существенным является следующее – так как при твердой пайке используются температуры более 400°С, то возможно образование неблагоприятных с точки зрения гигиены окалины и пленки на внутренней части трубопровода. Поэтому в медных трубах для питьевого водоснабжения диаметром до 28 мм включительно разрешается осуществлять соединения только низкотемпературной пайкой – мягкой пайкой. А также для труб с данными диаметрами не рекомендуется отжиг для сгибания или изготовления раструба. Соответственно у труб диаметром больше 28 мм таких ограничений нет.

Почему изделия из меди необходимо регулярно чистить

Медные турки, ковши, самовары отличаются высокой теплопроводностью, потому нагрев в них протекает равномерно, а продукты готовятся быстрее. Это обуславливает высокую популярность изделий в быту. Потребность в чистке медных предметов обусловлена утратой ими внешней привлекательности со временем. Особенно быстро тускнеют и теряют естественный цвет изделия, находящиеся на воздухе или часто нагревающиеся.

Окисная пленка – патина – популярна лишь там, где требуется придание вещам винтажного облика, стилизация под старину. В противном случае она портит вид посуды, утвари, украшений и статуэток. Чтобы устранить оксидный налет, элементы потемнения и вернуть блеск, придется периодически чистить предметы. Также очищение требуется для исключения попадания в еду вредных соединений, которые могут присутствовать в черном или зеленом слое.

Защита от коррозии соединений в конструкциях

Поверхность соединений

Необходимость обработки для защиты от коррозии зависит от особенностей конструкции. Небольшие контактирующие поверхности, а также поверхности, которые быстро и естественным образом высыхают от влаги можно монтировать без какой-либо герметизации (см. метод Х)

Метод Х

Обе контактирующие поверхности должны быть собраны таким образом, чтобы не оставалось щелей, в которые может проникнуть вода. Обе контактирующие поверхности, включая отверстия под болты и заклепки, перед монтажом конструкции должны быть очищены, предварительно обработаны и на них должен быть нанесен один слой грунтовки, как это указано в EN 1090-3, или герметик, так чтобы он выступал за пределы контактирующей поверхности. Поверхности должны быть соединены вместе, пока слой грунтовки еще влажный.

Если собираются предварительно окрашенные или компоненты с защитой от коррозии, то герметизация контактирующих поверхностей может быть необязательной, в зависимости от состава краски или примененного способа защиты от коррозии, а также предполагаемого срока эксплуатации конструкции и особенностей окружающей среды.

Метод Y

Полная электрическая изоляция между двумя металлами и всеми крепежными деталями. Обеспечивается за счет установки неабсорбирующих и неэлектропроводящих пленок, шайб и прокладок, чтобы предотвратить металлический контакт между материалами. Может потребоваться применение дополнительного покрытия или герметиков.

Метод Z

Если требуется применение метода Y, а нагрузка передается через точечный контакт, и это препятствует применению изолирующих материалов, то соединение должно быть собрано без использования изолирующих материалов, но с выполнением полной внешней изоляции всего сборочного узла, чтобы предотвратить проникновение влаги к элементам соединения. Способы такой изоляции должны быть установлены по согласованию между заинтересованными сторонами.

Болты и заклепки

Как правило, никакой дополнительной обработки не требуется.

Метод 1

Между головками болтов, гайками, шайбами и соединяемыми материалами должны быть установлены прокладки из инертного материала или герметики, чтобы герметизировать соединение и предотвратить попадание влаги на поверхность контакта между строительными компонентами и крепежными деталями.

Необходимо принять меры для того, чтобы применяемые прокладки и герметики в соединении не оказывали отрицательного влияния на передачу нагрузки через это соединение.

Метод 2

(1) В случае, если поверхности соединения не имеют слоя краски или другого покрытия, то головки болтов, гайки и заклепки, а также близлежащие участки соединяемых материалов, должны быть защищены, по крайней мере, одним слоем грунтовки (см. EN 1090-3)

Особое внимание следует уделить герметизации всех щелей.
(2) В случае применения оцинкованных болтов, защита соединения со стороны алюминия не требуется.
(3) В случае применения алюминиевых болтов или заклепок, защита соединения со стороны алюминия не требуется.
(4) В случае применения болтов из нержавеющей стали для соединения алюминиевых или оцинкованных стальных деталей, близлежащая оцинкованная область соединения должна иметь аналогичную защиту (т. е

защищена хотя бы одним слоем грунтовки).

Дополнительная защита от коррозии

Процедура а

В тех случаях, когда в области соединения может скапливаться грязь или удерживаться влага, а прилегающие к соединению металлические детали не были окрашены по каким-либо причинам, то может потребоваться их защита с помощью подходящего лакокрасочного покрытия

Нахождение в почве и влажном воздухе

Коррозия меди в почве, в основном, вызывается влиянием кислот, которые содержатся в грунте. Если сравнить с воздействием воды, то кислород в грунте значительно меньше окисляет металлические элементы. К наиболее опасным в почве относятся микроорганизмы, вернее, их выделения. Зачастую они способны выделять сероводород, разрушающий металл. Так, медь длительно пролежавшая в почве способна полностью разложиться.

Во влажном воздухе процесс протекает не стремительно. Необходимо длительное время. В сухом климате можно вообще не наблюдать разрушительных влияний. Объясняется это тем, что во влажном воздухе высока концентрация углекислого газа, сульфидов, хлоридов, вызывающих коррозию и разрушительных для защитной пленки.

Длительное пребывание на влажном воздухе способно вызывать образование слоя патины. Так называется зеленый налет на меди. Она представляет собой оксиды солей, которые на начальном этапе темно-коричневого цвета, а затем поверхность начинает зеленеть. Особенностью патины является то, что ее невозможно растворить в воде и на нее не действует повышенная влажность воздуха. Она имеет нейтральные свойства к самой меди, что позволяет ей защищать поверхность от пагубного влияния окружающей среды. Кроме этого современные методы создания искусственной патины позволяют ее использовать в предметах искусства и при реставрации.

Посмотрите личный опыт борьбы с коррозийными очагами с помощью ингибиторов.

Почему ржавеет нержавейка? | Металл-комплект Днепр

В качестве материалов для емкостей, деталей оборудования, комплектующих, режущего инструмента наибольшее распространение получили сплавы на основе алюминия и нержавеющие стали.

В качестве материалов для емкостей, деталей оборудования, комплектующих, режущего инструмента – в пищевой промышленности, а также для изготовления посуды, столовых приборов, ножей – в быту, наибольшее распространение получили сплавы на основе алюминия и нержавеющие стали. Но в последнее время довольно часто приходится сталкиваться с тем, что нержавейка ржавеет. Почему?

Преимущества нержавеющих сталей

Более широкое применение получили нержавеющие стали, преимуществом которых являются относительно низкая стоимость по сравнению со сплавами на основе алюминия, высокая коррозионная стойкость, а также высокие механические свойства. Характерной особенностью нержавеющих сталей является их высокая сопротивляемость атмосферной коррозии и окислению при высоких температурах.

Эти замечательные свойства обусловлены, прежде всего, влиянием хрома, входящего в состав нержавеющих сталей. Благодаря особой склонности образовывать на поверхности весьма устойчивую защитную пленку окиси металла, хром обладает исключительным свойством самозащиты против атмосферной коррозии и действия ряда химических веществ. Это объясняется тем, что свободная поверхность хрома или железо-хромистого сплава на воздухе становится очень быстро окисленной и эта невидимая и в то же время весьма устойчивая пленка предохраняет металл от дальнейшего окисления.

Склонность чистого хрома к пассивированию распространяется и на его твердые растворы в железе (при содержании хрома выше 12% железо-хромистые сплавы становятся нержавеющими). С увеличением содержания хрома в железо-хромистом сплаве сопротивление атмосферной коррозии и действию многих химических веществ еще более повышается. Однако, следует помнить, что железо-хромистые сплавы показывают наибольшую сопротивляемость коррозии в такой среде, которая обеспечивает образование устойчивой защитной пленки на поверхности металла.

Также, коррозионная стойкость нержавеющих сталей в сильной степени зависит от содержания углерода. В сталях с 13-15% хрома, используемых для изготовления ножей и режущего инструмента в пищевой промышленности, коррозионная стойкость понижается при содержании углерода 0,3-0,4%.

Применяемые материалы

В последнее время довольно часто возникают вопросы понижения коррозионной стойкости нержавеющих сталей в процессе эксплуатации режущего инструмента и узлов из нержавеющих сталей, применяемых в пищевой промышленности, а также посуды, столовых приборов, ножей, используемых для бытовых целей.

Наибольшее распространение для изделий бытового назначения (кроме ножей) и для оборудования в пищевой промышленности получила сталь типа 18-8 (08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т), зарубежный аналог – AISI 304 и AISI 321. Сочетая достаточную прочность с очень высокой пластичностью, в то же время, эти материалы обладают очень высокой химической стойкостью и прекрасной свариваемостью.

Основными поставщиками относительно недорогой посуды, столовых приборов и других изделий бытового назначения в Украину являются Китай, Индия, а также отечественные украинские производители. В Украине основными производителями изделий из нержавеющих сталей был комбинат «Днепрспецсталь», Вольнянский завод столовых приборов и Донецкий меткомбинат.

В настоящее время из-за высокой стоимости изделий этих производителей, они не конкурентоспособны, и объем их производства резко упал или прекращен вообще.

Претензий по качеству изделий, изготавливаемых известными фирмами Zeptor, Vinzer нет, но их стоимость в 5-10 раз выше, чем у изделий производства Китая или Индии, поэтому спрос на эти изделия незначителен.

Факторы, определяющие стойкость металла к коррозии

Чтобы металл не был подвержен коррозии, он должен пройти пассивацию – переход поверхности в неактивное (пассивное) состояние, при котором на ней формируется тонкий защитный слой. Хорошая нержавейка быстро и легко пассивируется при обычных атмосферных условиях – контакте с кислородом из воздуха. Чем больше хрома в составе стали, тем выше ее пассивационная способность и антикоррозионные свойства.

Кроме хрома, легирование стали производят с помощью никеля. Он тоже способствует пассивации, но в чуть меньшей степени. Оба металла придают наивысшую антикоррозионную стойкость, хотя в состав стали могут вводиться и иные элементы: медь, ниобий, молибден. Для усиления защитных свойств любые добавки должны находиться в стандартном состоянии, а при изменении их структуры стойкость к коррозии падает (например, при переходе хрома в форму нитрида, карбида). Это может произойти во время контакта с сильными кислотами: серной, соляной, плавиковой.

Пассивный слой

Под пассивным слоем понимают тонкую оксидную пленку, которая формируется на стали после реакции хрома с кислородом. Она благоприятно воздействует лишь на свойства нержавейки: на обычной стали кислород при взаимодействии с атомами железа провоцирует формирование мелких пор и появление ржавчины. Слой коррозии тоже будет называться пассивным, ведь он реакционно инертен по отношению к окружающей среде.

Влияние кислоты и щелочи

Коррозия меди в кислых средах менее выявлена. Наиболее сильным будет влияние азотной и серной кислоты. Если поместить в концентрат этих кислот, то она способна полностью растворяться. Эти особенности учитывают, выбирая сплавы, для элементов и трубопроводов в нефтегазовой промышленности.

В щелочной среде эффект вообще не наблюдается, так как щелочь позволяет восстановиться меди с 2-валентного до 1-валентного состояния. При этом стоит вспомнить, что она сама является щелочным металлом.

Защита от окисления и коррозии при влиянии кислот осуществляется ингибиторами – веществами, замедляющими химическую реакцию. Можно выделить следующие типы:

• · Экранирующий – формируют защитные плетки и исключают возможность контакта с кислотами.
• · Окислительный – происходит образование оксида, вступающего в реакции с кислотами, тем самым препятствуя их проникновению к структуре металла.
• · Катодный – предназначен для повышения перенапряжения катодов раствора благодаря чему химические реакции снижают свою интенсивность.

Как правило, коррозию меди в кислых средах предотвращают экранирующим типом ингибиторов. Наиболее распространен бензотриазол, который совместно с соляными образованиями меди формирует защитную оболочку, замедляя скорость коррозии или практически полностью ее прекращая.