Питтинг покрытия и его опасности

Основные причины образования питтинговой коррозии

Многие считают, что любой металл можно защитить с помощью специального оксидного покрытия, которое будет препятствовать возникновению коррозии. Однако существует особый тип коррозии под названием питтинг, который затрагивает металлы с защитным покрытием. В большинстве случаев питтинговая коррозия затрагивает лишь верхний оксидный слой металла, а вглубь проникает достаточно медленно.

Но как именно возникает питтинг-ржавчина? Правда ли то, что существует коррозия нержавеющих сталей? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.

Что такое питтинговая коррозия?

Питтинговая коррозия — такая разновидность, при которой на поверхности металла образуются так называемые питтинги.

Подобная коррозия затрагивает железные сплавы, медные, алюминиевые, на основе хрома и так далее. Питтинговая коррозия возможна даже на нержавеющей стали.

Питтинг обычно затрагивает различные металлоконструкции, которые контактируют с соленой водой (обычно это различные прибрежные участки). Связано это с тем, что для запуска реакции питтинга нужен избыток так называемых ионов-активаторов, которые будут вытеснять кислород из оксидной защитной пленки — а подобные вещества в обильных количествах содержатся именно в воде.

Обратите внимание, что сперва питтинг обычно затрагивает внешние слои оксидной пленки металла, однако по мере распространения ржавчины он может захватывать весь металл целиком. Питтинговая коррозия нержавеющих сталей возникает обычно в случае комбинации сразу нескольких факторов.

Причины

Основные причины появления питтинг-коррозии:

Механическая деформация

Это может быть вмятина, царапина, растрескивание в области удара и прочее. Этот фактор является ключевым, поскольку на многих металлических сплавах на поверхности есть достаточно тонкий защитный слой, который предотвращает коррозию. Соответственно при повреждении этого слоя металл становится беззащитным перед ржавчиной.

Неоднородность структуры

Этот фактор тоже является очень важным, поскольку неоднородности часто создают небольшие очаги, где со временем заводится ржавчина. Неопытному инженеру может показаться, что этот фактор опасен только для низкокачественного металла и стали, однако это не совсем так.

Действительно, низкокачественные сплавы имеют неоднородную структуру и ржавеют значительно чаще, однако неоднородная структура может появиться также у обработанных деталей, на которые забыли нанести защитное покрытие. Простой пример: при сверлении отверстия была нарушена целостность внешней антикоррозийной пленки — это привело к появлению ржавчины.

Высокая шероховатость поверхности

Если поверхность какого-либо объект является очень шероховатой, то в таком случае на ней вряд ли сможет удержаться антикоррозийное покрытие. Поэтому появление на такой поверхности ржавчины — лишь дело времени.

Также обратите внимание, что здесь действует одно простое правило — чем более шероховатая поверхность будет у металла, тем скорее она начнет покрываться питтинг-коррозией. Однородный гладкий металл обладает большой устойчивостью к коррозии.

Агрессивные среды

Контакт с агрессивными средами (кислоты, вода с большим содержанием солей, щелочи и так далее). Агрессивные среды также могут повреждать внешний антикоррозийный слой, что со временем приведет к образованию питтинга.

Обратите внимание, что разные вещества влияют на металл по-разному — если морская вода при краткосрочном контакте не наносит каких-либо повреждений, то при контакте с сильными кислотами повреждение стали может возникнуть моментально. Поэтому нужно соблюдать правила хранения и обработки металлов.

Этапы образования питтинговой коррозии

Главной опасностью питтинг-коррозии является быстрое распространение. Дело все в том, что по мере образования ржавчины разрушается внешний защитный слой, поэтому питтинг-коррозию не удается локализовать на каком-либо участке.

Даже самый маленький питтинг-фрагмент растет и увеличивается в размерах, а при отсутствии своевременной обработки коррозия очень быстро захватывает весь металл целиком, что делает его бесполезным и даже опасным (скажем, когда речь идет о навесной металлической конструкции).

Питтинговая коррозия по металлу распространяется в несколько этапов:

  1. Питтинг возникает в местах с поврежденным антикоррозийным покрытием (царапины, трещины, вмятины и так далее), а также в случае неоднородной структуры металла. Еще одна локализация — это обработанный металл, на который по какой-либо причине не нанесли защитное покрытие.
  2. На химическом уровне питтинг происходит следующим образом: ионы-активаторы под действием электрохимических сил вытесняют кислород из оксидной пленки, которой покрыт металлический лист или изделие. Это приводит к постепенному разрушению внешнего слоя металла с образованием характерных язв и пятен коричневато-рыжего цвета.
  3. По мере разрушения оксидной пленки ржавчина захватывает все новые участки поверхности металлического объекта, что приводит к ухудшению его физических свойств (теряется плотность, твердость, прочность и так далее). Реакция окисления идет по электрохимическому сценарию за счет вытеснения кислорода из оксидной пленки.
  4. После полного уничтожения оксидной пленки питтинг начинает проникать вглубь металлического сплава — наступает так называемый диффузный этап. Скорость протекания диффузного питтинга достаточно низкая, а полное ржавление может занять большое количество времени.

Обратите внимание, что иногда может происходить самопроизвольная пассивация металла, что приводит к замедлению образования ржавчины. На практике подобный сценарий встречается достаточно редко, хотя подобные случаи и встречаются. Обратите внимание, что в случае перехода питтинга на диффузный этап пассивация невозможна по физическим причинам.

Классификация питтинговой коррозии

Существует несколько видов питтинга:

  • Поверхностный. При таком сценарии ржавчина затрагивает исключительно верхнюю поверхность металла. Распространяется она в виде небольших тонких линий диаметром 1-3 мм. Поверхностная ржавчина на начальном этапе обычно захватывает углы, однако со временем она начинает распространяется в горизонтальном направлении по всей поверхности металлического элемента.
  • Открытый. При таком сценарии ржавчина распространяется в виде частых крупных точек, диаметр которых составляет 2-5 мм. На поверхности сперва образуется несколько точек, которые располагаются далеко друг от друга. Со временем количество точек пропорционально растет и они захватывают всею поверхность металлического объекта.
  • Закрытый. При таком сценарии питтинг захватывает сперва внутреннюю поверхность металлической пленки. Распространение коррозии обычно идет в виде коротких линий или широких окружностей среднего диаметра (5-15 мм). Данный сценарий встречается достаточно редко. Он является самым губительным и опасным в связи со сложностью его своевременного обнаружения. Такая коррозия проявляется на поверхности только на позднем этапе роста ржавчины, когда спасти металл уже невозможно.
Читайте также:
Паспорт вентиляционной системы по СНиПу: видео-инструкция по монтажу своими руками, стоимость паспортизации установки вентиляции, фото и цена

Защита металлических объектов

Главным способом защиты нержавеющей стали и металла от питтинг-коррозии является пассивация. Для обработки обычно используется специальный раствор на основании азотной и лимонной кислот. При необходимости кислотный раствор для пассивации может усиливаться различными вспомогательными добавками. Некоторые инженеры добавляют в раствор ферроцианид калия в концентрации 2-3%.

Цель пассивации — это замедление коррозии вплоть до полного прекращения образования новой ржавчины. Пассивирующий кислотный раствор в данном случае выполняет роль новой защитной пленки, которая образуется на поверхности во время пассивации.

Помимо пассивации могут применяться другие вспомогательные меры защиты:

  • Заделывание трещин и дефектов. Одной из главных причин появления ржавчины является нарушение целостности оксидной пленки в результате внешних дефектов. Если такие повреждения вовремя заделывать, то ржавчина не успеет образоваться.
  • Удаление неровностей и шероховатостей. Ржавчина часто появляется на неровных поверхностях. Зачистка поверхности металла будет надежно защищать деталь.
  • Нанесение хромированного покрытия. Некоторые стали можно защитить с помощью нанесения дополнительного покрытия на основе хрома. Этот элемент препятствует образованию ржавчины.

Заключение

Питтингом называют особую форму ржавчины, которая захватывает защитный оксидный слой металла. В большинстве случаев ржавчина распространяется в виде небольших точек и длинных полос. На позднем этапе могут образовываться большие пятна неровной формы и длинные полосы-язвы.

Главные причины образования питтинга — механические дефекты, химические повреждения, наличие неровностей и так далее. В зависимости от характера ржавчины различают несколько видов питтинга — открытый, закрытый, поверхностный и так далее. Основным методом защиты металла от питтинга является пассивация, а также своевременная обработка локальных дефектов.

Что такое питтинг и чем опасна точечная коррозия металла

Под коррозией понимают процесс разрушения поверхности металлов в результате протекающих окислительно-восстановительных реакций. Если ее не остановить, материал утратит прочность, проводимость и эстетическую привлекательность. Распространенной формой ржавления металлов является питтинг, который не охватывает значительных зон, но имеет иные неприятные последствия.

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Существуют различные формы разрушения металлов. Точечная коррозия или питтинг – одна из этих форм, представляющая собой местные (локальные) дефекты на поверхности металла. Чаще всего питтинговая коррозия встречается на нержавеющей стали, алюминии и его сплавах, титане, никеле и возникает, когда пассивное состояние материала частично нарушается.

Питтинг довольно опасен для металла, несмотря на маленькие размеры его проявлений. Остальная поверхность продолжает оставаться в нормальном внешнем состоянии, и только в некоторых местах появляются белые или рыжеватые мелкие точки, язвочки, небольшие полоски. Их облик обманчив, и глубина обычно оказывается значительной, при этом пользователь редко обращает на них внимание на ранней стадии развития.

Причины, инициирующие питтинг

Часто предпосылкой для появления точечной коррозии становится нарушение технологии производства металла. Например, при несоблюдении правил отливки в стали появляются микропримеси, включения, изменяющие нормальную структуру. Некачественный металл может быть слишком пористым либо в нем появляется остаточная окалина – это тоже способствует возникновению питтинга.

Также питтинг возникает при эксплуатации стали, иных металлов в агрессивной среде: растворах, содержащих окислители и активирующие анионы (соляная, азотная кислоты, морская вода, хлористые соединения).

Прочие причины образования точечной коррозии таковы:

  • механическое воздействие, приводящее к появлению сколов, царапин и вызывающее повреждение внешней защитной пленки;
  • излишнее внутреннее напряжение металла;
  • эксплуатация изделия при высоких температурах.

На шероховатой нержавейке точечная коррозия появится с большей вероятностью, чем на гладкой, отполированной, поэтому неровная текстура поверхности тоже считается фактором риска.

Особенности и схема развития питтинговой коррозии

Питтинг отличается высокой скоростью протекания. Если вовремя не избавиться от мелких дефектов, изделие может проржаветь насквозь. Чем выше температура в месте нахождения металла, тем быстрее будет идти его ржавление.

Питтинговая коррозия развивается в три этапа:

  1. Первый этап – зарождение. Обычно случается в зонах с нарушенной защитой, где пассивная пленка на поверхности металла была разорвана, либо там, где имеет место неоднородность материала. После вытеснения кислорода ионами-активаторами оксидный слой разрушается.
  2. Второй – рост питтинга. Он подчиняется законам электрохимических реакций. Вследствие растворения оксидной пленки усиливается анодный процесс в месте точечной коррозии, при этом нормальная поверхность становится катодом.
  3. Третий – диффузное расширение. На этой стадии элемент коррозии продвигается вглубь, рядом могут формироваться новые точки ржавчины.

В некоторых случаях питтинг останавливается в развитии на второй стадии и переходит на этап репассивации. Это случается при сдвиге реакции в сторону пассивации, например, при изменении кислотности среды. Если точечная коррозия перетекла на стадию диффузного роста, она не уже может войти в репассивацию.

Форма питтингов

По фото можно увидеть, что некоторые элементы имеют правильную форму, другие неправильные по внешнему виду. Точная форма зависит от пустот в кристаллической решетке, которые сформировались во время зарождения питтинга. Обычно на простой (углеродистой), низколегированной стали и нержавейке образуются неправильные точечные коррозии, а на алюминии, различных сплавах – правильные. Кроме того, классификация питтингов по форме выглядит так:

  • полусферические, с блестящим, полированным дном;
  • полиэдрические;
  • ограненные, в том числе, соединяющиеся между собой;
  • в виде сложных многогранников;
  • пирамидальные;
  • призматические.

Полированные (полусферические) элементы нередко находятся на алюминии, тантале и титане, а также на кобальтовых, никелевых сплавах.

Классификация питтинга

Точечная коррозия классифицируется не только по форме, но и по иным признакам: размеру, специфике своего развития.

Читайте также:
С применением ресивера

По размерам

В зависимости от точного состава металла, окружающих условий (температуры, кислотности) размеры питтинговой коррозии могут быть разными:

  • микроскопические (микропиттинг) – менее 0,1 мм;
  • обычные (питтинг) – 0,1-1 мм;
  • значительные (язва) – более 1 мм.

По специфике развития

Питтинг бывает поверхностным, открытым и закрытым. Поверхностные элементы коррозии интенсивно развиваются по горизонтали, не захватывая более глубокие структуры металла. Они вызывают появление хорошо заметных выбоин малой глубины. Открытая точечная коррозия видна невооруженным глазом либо при небольшом размере при увеличении стандартным оптическим оборудованием. Этот тип ржавления нередко переходит в сплошной, если на поверхности стали появляться много питтингов.

Закрытая коррозия считается самой опасной в плане дальнейшей сохранности металлических изделий. Рассмотреть ее без приборов невозможно, поэтому элементы увеличиваются вглубь металла, оставаясь незамеченными в течение длительного времени. Именно закрытые питтинги вызывают формирование пробоин. Если вовремя не убрать начальные проявления коррозии, изделие придет в негодность.

Способы защиты от питтинга

Существует ряд современных методов предотвращения коррозии, и многие из них применяются уже на стадии производства авто. Тем не менее, старые машины вследствие долгой эксплуатации, постоянного контакта с агрессивными реагентами подвержены ржавлению. Питтинг нередко возникает на различных деталях автомобиля: подшипниках, зубьях шестерен, а точки ржавчины на кузове и вовсе считаются распространенным явлением.

Точечная коррозия зачастую выявляется и на бытовых предметах, в том числе из нержавеющей стали. Для защиты металла можно применять механические и химические методики, некоторые из них подходят для самостоятельного использования.

Механический способ

Данный метод включает советы по удалению уже имеющейся ржавчины при помощи шлифования, лазерной обработки, а также механическое нанесение барьерных покрытий (в том числе лакокрасочных). Выбор вида покрытия зависит от типа металла и условий его эксплуатации. Обычно используется техника цинкования или никелирования, но в промышленных условиях также практикуется хромирование, покрытие медью, серебром, алюминием, оловом, кадмием. Созданная пленка изолирует металл от окружающей среды и не дает ему контактировать с кислотами, кислородом, хлором, чем продлевает срок службы.

В продаже есть наборы для самостоятельного проведения цинкования металла. Вначале производят очистку детали от уже имеющейся ржавчины путем обработки преобразователями. Через полчаса средства смывают, изделие чистят, полируют, наносят слой специального раствора и подключают электрод с цинковым наконечником. По истечении определенного времени на поверхности металла будет создана тонкая цинковая пленка, которая не позволит ржавчине и дальше разрушать материал.

Химический способ

Основным химическим методом избавления от коррозии является ликвидация замкнутой системы растворами щелочей, сульфатов, хроматов. Принцип действия заключается в уменьшении кислотности и сдвиге реакции в сторону щелочной, в которой процессы коррозии останавливаются. Важно только контролировать выделение водорода, поскольку этот элемент сам по себе увеличивает риск появления питтингов.

К сожалению, в быту полностью устранить опасность развития точечной коррозии невозможно. Есть шанс лишь ослабить влияние факторов риска. Лучше сразу правильно эксплуатировать изделие, не допускать повышения кислотности среды, чем можно продлить срок его службы на несколько лет.

Описание того, что такое питтинг

Под такой коррозией понимают локальное разрушение металлоконструкций и разнообразных металлоизделий, работающих в морских и нейтральных водах и в других средах.

Она чаще всего формируется тогда, когда основной металл характеризуется пассивным состоянием. Питтинговая коррозия описывается очень быстрым течением.

Питтинговая коррозия – коварный вид разрушения пассивных металлов и сплавов

Поэтому она нередко становится причиной возникновения точечного сквозного разрушения нержавеющих сталей.

Схема обычной питтинг-коррозии выглядит следующим образом:

  • на поверхности металлических конструкций с защитной оксидной пленкой малой толщины происходит адсорбирование активных ионов, играющих роль активаторов процесса;
  • в оксиде отмечается замещение некоторого количества кислорода указанными активаторами, что приводит к образованию комплексных поверхностных ионов с высоким уровнем растворимости;
  • металл входит во взаимодействие с раствором из-за того, что имеющаяся пассивная пленка подвергается разрушению на отдельных участках, на которых потенциал поверхности имеет повышенный (по сравнению с основным материалом) отрицательный показатель.

В результате всех описанных процессов появляются локальные токи.

Они приводят к заполяризовыванию нержавеющих сталей (при условии малого омического сопротивления пассивной пленки), которое запускает бурный анодный процесс в зонах образования питтингов.

Анионы-активаторы при этом мигрируют к точкам коррозии, а восстановительный катодный процесс окислителя протекает на металлической пассивной поверхности.

Склонность сплавов и металлов к питтинг-коррозии обуславливается такими основными факторами:

  • присутствие ионов-активаторов в среде и показатель ее рН (в кислых средах большинство нержавеющих сталей подвергаются рассматриваемому в статье типу ржавления);
  • природа материала (точечному разрушению не подвергаются кремний, хром и молибден, а вот цинк, никель и алюминий коррозируют практически всегда);
  • состояние металлической поверхности (если она шероховатая, изделие почти наверняка начнет ржаветь; чем лучше отполирована поверхность, тем меньше вероятность появления на ней точечной коррозии).

Кроме того, число питтингов повышается при увеличении температуры рабочей среды, в которой эксплуатируется металлическая конструкция.

По величине точечные поражения бывают обычными (размер питтингов – от 0,1 до 1 мм), микроскопическими (не выше 0,1 мм) и язвенными (свыше 1 мм), по форме:

  • ограненные, цилиндрические, полусферические, полиэдрические;
  • закрытые, поверхностные и открытые.

Неправильные по форме и ограненные питтинги, которые вы видите на фото, часто встречаются на поверхности нержавеющих сталей, на хромовых, алюминиевых и никелевых изделиях, на низколегированных и углеродистых сталях, а также на железе.

Такие точечные разрушения имеют форму сложных многогранников, призм и пирамид. Конкретный же вид их огранки зависит от пустот решетки (кристаллической), которые формируются на первых этапах зарождения коррозионных проявлений.

Полированные питтинги, как правило, характеризуются полусферической конфигурацией. Изнутри подобные разрушения описываются блестящей поверхностью. Она говорит о том, что растворение в оксидной пленке идет по схеме, примерно идентичной процессу электрополировки (то есть мы имеем дело с изотропным растворением, на течение которого структура материала не оказывает никакого влияния).

Читайте также:
Нивелир- Наливной пол Волма Комфорт: плюсы и минусы, характеристики

Чаще всего полированные питтинги отмечаются на изделиях из тантала, алюминия, железа, на нержавеющих сталях и конструкциях из кобальтовых, титановых, никелевых сплавов. В некоторых случаях слияние множества небольших по размерам ограненных питтингов приводит к появлению полусферических крупных разрушений точечного характера.

Питтинговая коррозия закрытого типа считается самым тяжелым типом ржавления пассивных металлов. Их практически невозможно разглядеть не вооруженным специальными увеличительными приборами глазом. Подобные разрушения углубляются в стали и сплавы и нередко приводят к образованию пробоев в них.

Открытая точечная коррозия видна при незначительном увеличении при помощи стандартного оптического оборудования либо невооруженным глазом. Она может приобрести характер сплошной, когда питтингов на поверхности углеродистых или нержавеющих сталей очень много. При таком ржавлении функцию катода выполняет пассивная пленка.

Питтинги поверхностной группы проникают не вглубь основного металла, они развиваются в ширину. Это приводит к появлению выбоин (хорошо различимых) на поверхности металлоизделий.

На сегодняшний день питтинговая коррозия предотвращается тремя основными способами:

  • подавлением замкнутых систем посредством использования сульфатов, щелочных соединений, нитратов, хроматов;
  • легированием стальных сплавов по рациональной методике при помощи введения в их состав молибдена, хрома, кремния либо иных металлов, обладающих высокой стойкостью к точечному ржавлению;
  • применением технологий анодной и катодной антикоррозионной защиты.

Катодная методика показывает хорошие результаты в строго определенных условиях. Ее сложно и зачастую нерентабельно реализовывать в металлоконструкциях сложного типа. Это связно с тем, что невозможно обеспечить требуемый показатель электродного потенциала на всей поверхности таких конструкций.

Электрохимическая защита хорошо подходит для защиты «нержавейки». При смещении в отрицательную сторону ее потенциала точечная коррозия не получает ни малейшего шанса на развитие.

Практика продемонстрировала – эффективность анодной и катодной поляризации изделий из нержавеющих сталей очень высока. Поэтому данную методику антикоррозионной защиты используют чаще всего.

Годится катодная технология и для предотвращения образования питтингов на алюминиевых поверхностях.

В данном случае необходимо поддерживать потенциал электрода в системе «среда-алюминий» меньше потенциала точечного ржавления.

При этом следует контролировать процесс выделения водорода, так как он способен существенно увеличивать значение рН (явление «перезащиты» металла), повышая тем самым риск появления питтингов.

Нередко алюминиевые конструкции защищаются посредством жертвенных анодных элементов.

Для изделий с нанесенным на них слоем краски, которые работают под землей, «жертвой» выступают цинковые аноды, для неокрашенных конструкций и металлов, эксплуатируемых под землей, в соленой либо пресной воде – магниевые.

А вот конструкции, работающие в жесткой морской воде, как правило, предохраняют от ржавления посредством цинк-алюминиевых жертвенных элементов.

Что такое питтинговая коррозия нержавеющих сталей — виды и способы защиты

ГОСТ № 5272 от 1968 года дает определения различным видам разрушения металлов (сплавов) и классифицирует их по типам и видам. Питтинговая коррозия – название не совсем верное, если ориентироваться не на распространенную в обиходе терминологию, а на стандарт.

Ее правильное название – точечная. В нормативном документе дается пояснение, что питтинг – это разновидность местной (локальной) коррозии.

Нержавеющая сталь – общее определение сплавов, которые подразделяются на 3 группы. Они отличаются спецификой применения и превалированием тех характеристик, которые являются наиболее важными в каждом конкретном случае. Далее речь пойдет в основном о наиболее распространенной модификации продукции – стали коррозийностойкой.

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Выражается в точечных поражениях сплавов (в том числе, нержавеющих сталей) и металлов. Питтинговая коррозия начинается с поверхности образца и постепенно распространяется вглубь структуры, вызывая появление в материале полостей (язв). Чаще всего проявляется в местах различных дефектов нержавеющей стали.

Причины, инициирующие питтинг:

  • Механические воздействия на металлы, в результате которых образуются царапины, вмятины на нержавеющей стали.
  • Неоднородность структуры нержавеющей стали – одна из причин возникновения питтинга.
  • Естественные процессы – внутренние напряжения, различные микровключения и ряд других.
  • Повреждения защитного (антикоррозийного) покрытия нержавеющей стали.
  • Несоблюдение технологии производства и обработки сплава – повышенная пористость структуры, остаточная окалина.
  • Состояние поверхности образца из нержавеющей стали. Ее шероховатость повышает риск возникновения питтинга.
  • Агрессивные среды. На сталь негативно воздействуют морская вода, кислотные среды и так далее.

Особенности питтинговой коррозии:

  • Процессы, происходящие при ее возникновении, характеризуются большой скоростью протекания. Несвоевременное принятие мер практически всегда приводит к сквозному разрушению образца.
  • Питтинговой коррозии подвергаются металлы и сплавы, относящиеся к категории «пассивные». К этой группе относится и нержавеющая сталь.
  • Чем выше температура, тем интенсивнее протекает процесс.

Классификация питтинга

По размерам (в мм):

  • Микропиттинг – https://ismith.ru/metal/pittingovaya-korroziya-nerzhaveyushhix-stalej/

Причины нарушения качества гальванических покрытий

Брак при нанесении гальванических покрытий, который вызывает затруднения в производстве, можно предотвратить, если внимательно относиться к ряду вопросов: выбор оборудования для подготовки и нанесения гальванических покрытий, надлежащий уход за оборудованием, периодический анализ электролитов, входной контроль деталей, подлежащих покрытию.

Наиболее серьезными видами брака являются:

  • недостаточная адгезия (вспучивание или отслаивание);
  • питтинг;
  • шероховатость поверхности;
  • неоднородность внешнего вида.

Недостаточная адгезия гальванического покрытия

При нарушении адгезии гальванических покрытий к основному металлу, деталь, как правило, приходится перепокрывать или изготавливать заново (при многослойном покрытии), что требует значительных материальных затрат. Поэтому бракованное изделие необходимо тщательно проанализировать и выяснить вид отслоения: от основного металла или от металла подслоя.

Если недостаточное сцепление наблюдается между основным металлом и покрытием, то логичнее всего искать причину брака в процессе подготовки поверхности (см. «Как подготовить поверхность детали под покрытие»), предварительно убедившись в марке основного металла на соответствие КД.

Читайте также:
Самодельная металлическая подставка для автомобиля

Качество операции обезжиривания следует проверить на опытной партии деталей, которые очистить вручную, добившись полной смачиваемости поверхности, после чего провести последующие операции – травления и активации, предварительно проверив чистоту этих растворов на наличие загрязнений (возможно заменить).

Если адгезия покрытия на опытной партии недостаточная, провести анализ основного электролита на наличие примесей. Очистку электролита от примесей производить в соответствии с имеющимся техпроцессом.

Отслаивание основного покрытия от подслоя (например, никеля от меди) возможно в следующих случаях:

  1. недостаточная промывка после меднения или декапирования;
  2. если подслой меди высушен перед никелированием и имеет пятна на поверхности непосредственно перед погружением в ванну никелирования.

Чтобы исключить появления некачественного покрытия, целесообразно производить регулярные испытания на общую адгезию: на изгиб, на отрыв, на удар и нагрев.

Питтинг на поверхности гальванического покрытия

Питтинг можно охарактеризовать как небольшие углубления в покрытии, которые вызваны экранирующим действием пузырьков водорода, выделяющихся на катоде в электролитах цинкования и никелирования, где выход по току менее 100%. Этот дефект требует повторного нанесения покрытия или окончательной забраковки детали.

Образованию питтинга на гальваническом покрытии, в первую очередь, способствует наличие в электролите посторонних примесей. Для электролита никелирования – это железо и органические вещества.

Питтинг также может возникать при завышенной плотности тока, недостаточном перемешивании, заниженной температуре и рН.

Устранить питтинг на покрытии можно проработкой электролита, введением смачивателя, дополнительного перемешивания, снижением плотности тока, повышением рабочей температуры и рН.

Шероховатость гальванического покрытия

Шероховатость гальванических покрытий является обычным видом брака, который встречается при большинстве операций по нанесению гальванических покрытий.

Причины шероховатости можно разделить на две категории: те, которые возникают на подготовительных операциях и те, которые образуются при нанесении гальванического покрытия.

В ходе подготовки деталей к покрытию причиной шероховатости может быть:

  • некачественная шлифовка, требующая дополнительной обработки;
  • недостаточная очистка, которую можно улучшить анодной обработкой в моющем растворе с последующей полировкой.

Шероховатость, возникающая при нанесении гальванического покрытия, образуется, чаще всего, из-за наличия в электролите твердых частиц, которые устраняются путем фильтрации электролита. Твердые частицы могут являться продуктами растворения анодов и образования шлама.

В кислых электролитах этот недостаток можно устранить, применяя чехлы для анодов, в щелочных электролитах чехлы на анодах могут вызывать трудности, связанные с поляризацией.

Причиной шероховатости покрытия в щелочных электролитах может быть наличие в их составе примесей железа, кальция, алюминия.

Любые твердые частицы, попадающие в электролит, могут вызывать не только шероховатость, но и химическое загрязнение, вызывающее отслоение покрытия.

Шероховатость гальванического покрытия часто бывает при нарушении технологических режимов процесса (рН, превышении плотности тока, недостаточной электропроводности электролита). В этом случае требуется коррекция электролита по результатам анализа.

Неоднородность внешнего вида гальванического покрытия

Неоднородность внешнего вида гальванического покрытия чаще появляется на деталях с блестящим покрытием и может быть выражена в наличии матовых пятнистых участков неправильной формы.

Причины неоднородности могут быть различные:

  • матовость, равноценная слабой шероховатости порой возникает в результате чрезмерного травления;
  • пятна, неравномерный блеск покрытия образуются при нарушении пропорции компонентов электролита, а также при наличии примесей.

Белые участки на хромовом покрытии вызваны влиянием промежуточного электрода, в то время как обычная белизна – это результат прерванного электрического контакта в процессе нанесения покрытия.

Пятнистость матовых покрытий, представляющих собой небольшие темные пятна произвольных размеров, хаотически распределенные на поверхности изделия, возникает из-за повышенной пористости покрытия.

Захваченный в поры электролит при сушке отдает влагу, а оставшиеся соли вступают в реакцию с участками поверхности гальванического покрытия, вызывая пятна.

Средство борьбы с таким браком – устранение пористости гальванического покрытия. Если это неосуществимо, то необходимо провести дополнительную промывку попеременно в горячей и холодной воде или с использованием ультразвукового перемешивания.

Следовательно, причины возникновения всех видов брака гальванического покрытия, прежде всего, в нарушении технологических режимов процесса. Будьте бдительны, ужесточайте контроль на всех операциях, и у вас всегда будет гальваническое покрытие отличного качества.

Что под собой подразумевает понятие точечная (питтинговая) коррозия

Феномен питтинговой (точечной) коррозии

Питтинговая (точечная) коррозия – часть локальной коррозии, которая может в очень короткое время разрушать металл путем образования очень глубоких полостей-каверн. Этот тип коррозии считается одним из самых опасных, потому что, в отличие от общей коррозии, он не очень хорошо виден невооруженным глазом на поверхности материала (он распространяется внутри материала), а механические, оптические и электрические характеристики, рассчитанные на эту конкретную активность, уменьшаются при впечатляющем показателе.

Феномен характеризуется образованием локальных анодных участков. Эти области намного меньше площади катода, который можно рассматривать как всю поверхность изделия. Этот тип подобен коррозионному гальваническому контакту, потому что он создает условия потока локализованных анодных токов значительной плотности и, следовательно, быстрого проникающего эффекта.

Формирование точечной коррозии происходит только на определенных типах металлических материалов, подверженных определенным условиям коррозии. Эти металлы называются “активно-пассивными” и включают в себя железо, никель, алюминий, магний, цирконий, цинк, медь, олово, латунные сплавы и нержавеющие стали. Процесс коррозии активируется, когда материал присутствует в растворах, которые содержат определенные ионы (галогениды, перхлораты и т.д.).

Питтинг генерируется на двух разных этапах: инициация и распространение / рост. Триггер возникает при наличии дефектов на поверхности металла, таких как включения сульфида железа (проще говоря свободное железо) или отсутствие / локализованный разрыв пассивного слоя, который защищает поверхность от любых коррозийных воздействий. Это последнее утверждение не может считаться общим правилом, т.к. пусковой механизм также может возникать при образовании адсорбированных пленок, которые вызывают замедление общей коррозии и определяют условия точечной коррозии.

Читайте также:
Особенности уборки квартир после ремонта

Условия возникновения и распространения точечной коррозии

На распространение питтинга влияют:

  • Концентрация и природа ионов, присутствующих в растворе;
  • Характер катодного процесса.

Визуально вы можете видеть области без точек (катодные области), которые питают анодные реакции питтинга в процессе развития. После образования питтинг развивается с автостимолантным эффектом. Процесс аккреции может придать питтингу разные и непредсказуемые морфологические аспекты. Точечная коррозия может следовать направлению силы тяжести с вертикальным ростом или иметь тенденцию избегать механически очень устойчивых поверхностей (закаленных).

После появления точечной коррозии скорость коррозии достигает очень высоких значений, что приводит к ухудшению качества изделия за короткое время. Может случиться, что питтинг не продолжит свое проникающее действие: в случае, если нет необходимых условий для его роста, не образуется питтинг большей активности, который будет поглощать весь ток, подаваемый из области, окружающей катод. На скорость развития точечной коррозии очень сильно влияет восстановление ионов металлов по отношению к воздействию кислорода, которое ограничено растворимостью в растворе и диффузионными параметрами.

В основном, на процесс точечной коррозии очень влияют:

  • Температура;
  • Концентрация специфических ионов (Cl-) – чем выше концентрация этих ионов, тем интенсивность точечной коррозии становится более выраженной. Насыщенные растворы хлора определяют уменьшение процесса точечной коррозии, поскольку триггерные точки быстро размножаются, а затем коррозия приобретает общий вид с низкой скоростью проникновения. В этих условиях процесс точечной коррозии также останавливается после снижения растворимости кислорода, что недостаточно стимулирует анодное действие хлоридов, которые в этой ситуации имеют очень высокие скорости. Морская вода с процентным содержанием соли, равным 3%, представляет собой оптимальные условия для коррозии;
  • рН раствор;
  • Продукты коррозии – они нерастворимы и могут вызывать другие процессы локальной коррозии (щелевая коррозия);
  • Наличие ионов кислорода – их присутствие препятствует точечной коррозии;
  • Заусенцы, шероховатость поверхности, геометрические факторы;
  • Металлографические факторы – мартенситные и ферритные структуры более благоприятны для точечной коррозии, чем аустенитные структуры, которые содержат в себе такие вещества, как молибден, хром, никель, которые снижают подверженность коррозии.

Процесс распространения обусловлен созданием гальванической пары, представленной на рисунке ниже.

Учитывая активно-пассивное поведение металла в растворе хлорида натрия (NaCl, морская вода), катодная реакция протекает по всей поверхности металла с образованием ионов ОН-, которые образуют больше катодных поверхностей вне питтинга. Анодная реакция растворения металла происходит внутри точки с образованием ионов металла и развитием диффузионных явлений, которые приводят к постепенному обогащению ионов хлора. Действие ионов хлоридов и повышение кислотности (развитие ионов Н+) обеспечивают состояние активности металла внутри полости; одновременно, образование продуктов коррозии, которые благодаря их более высокому удельному весу способствуют процессу коррозии в вертикальном направлении, увеличивая проникающую способность процесса.

Профилактика питтинговой коррозии

Механизмы предотвращения этой формы коррозии могут быть различных типов:

  • Удаление хлоридов и окислителей;
  • Использование материалов, подходящих для агрессивных сред;
  • Проектирование правильного отвода воды;
  • Использование ингибиторов коррозии;

Питтинговая коррозия

Питтинговая коррозия – это процесс повреждения металла, при котором на поверхности образуются питтинги. Повреждения могут появляться на разных типах сплавов, в том числе, на железных, медных, алюминиевых.

Даже содержание хрома не дает обеспечить достаточного уровня защиты – нержавейка может постепенно разрушаться.

Распространена проблема там, где есть контакт с агрессивными средами. К ним относится и соленая вода – потому в прибрежных районах так быстро портится незащищенный металл.

Чтобы реакция началась, нужно чтобы на поверхности материала появилось много ионов, выступающих в качестве активаторов. В такой ситуации происходит стремительное вытеснение кислорода.

В ряде случаев, даже когда на металл нанесены специальные защитные средства для появления пленки, есть риск возникновения питтингов.

Причины возникновения коррозии

Есть несколько факторов, которые влияют на распространение питтинговой коррозии. Чем сильнее они воздействуют на поверхность металла, тем больше вероятность возникновения обширных повреждений.

Среди распространенных причин появления есть такие, как:

  • Механическая деформация. Когда на поверхности металла есть разные виды повреждений, в них могут скапливаться продукты коррозии. К таким видам дефектов относятся царапины, трещины, вмятины. На таком участке естественная защитная пленка начинает повреждаться и стремительно запускается окислительный процесс. Если металл помещен в агрессивную среду, риск становится еще больше.
  • Неоднородная структура. Не весь металл обрабатывается правильно. На нем часто остаются неровности. Если сплав низкого качества, количество таких неровностей будет еще больше, но и на обработанной стали встречаются проблемы. Потому перед нанесением защитного покрытия или использования без него, стальную заготовку нужно будет отполировать и отшлифовать с использованием специальной техники.
  • Шероховатость. Во многом эта причина появления коррозии возникает, когда металл плохо обработан. Риск возникновения ржавчины становится еще больше. Чем металл более гладкий, тем меньше вероятность появления питтинговой коррозии.
  • Среда использования. Проблемы могут возникать в том случае, если металлоконструкция используется в агрессивных средах. Возникают из-за концентрации щелочи, солей и кислот. Риск увеличивается и из-за повышенной активности микро и макроорганизмов. В зону риска попадают изделия, использующиеся в морской воде, условиях высокой температуры, почве, а также на открытом воздухе.

Этапы развития питтинговой коррозии

В отличие от многих других типов коррозии, питтинговая может распространяться быстро. В короткие сроки, ржавчина начинает разъедать внешний слой металла.

Пятно начинает быстро расползаться и остановить его оказывается сложно.

Опасность появляется даже в том случае, если на поверхности металла возникает повреждение.

Оно начинает быстро распространяться – металл начинает терять прочность и становится опасным в использовании.

Важно еще на раннем этапе понять, что процесс запущен и стремительно распространяется по материалу.

Читайте также:
Область применения монолитного поликарбоната

Можно выделить следующие этапы развития проблемы:

  • На металле появляются повреждения верхнего слоя. Они уже были перечислены выше – это вмятины, царапины, трещины. Когда металл обработан плохо, есть много неровностей, то можно не дожидаться этого этапа, проблема появится рано или поздно.
  • Параллельно на химическом уровне ионы-активаторы начинают стремительно вытеснять кислород. Оксидная пленка становится тоньше. Внешний слой начинает разрушаться. На этом этапе коррозию можно будет распознать по возникновению пятен коричневого или рыжеватого цвета, разной формы и размеров.
  • Ржавчина начинает стремительно распространяться по металлу. Физические свойства металла становятся хуже, сильно уменьшается плотность и твердость. Процесс вытеснения кислорода из оксидной пленки становится быстрее.
  • Когда пленка оказывается полностью разрушенной, коррозия начинает распространяться глубже. Скорость ржавения будет зависеть от состава металла, а также особенностей среды, в которой он используется.

В ряде случаев при питтинговой коррозии может возникать явление произвольной пассивации металла.

В таком случае ржавчина будет распространяться намного медленнее. Но это не слишком распространенное явление.

Виды питтинговой коррозии

Среди параметров классификации питтинговой коррозии металла – тип питтинга, который появляется на поверхности металла:

  • Поверхностный. Это один из наименее опасных вариантов ржавения. Он затрагивает только верхний слой металла. Со стороны можно опознать такое разрушение по появлению небольших линий, диаметр которых составляет до 3 мм. Чаще всего проблема наблюдается в угловых местах, а распространение начинается далее по изделию. Если среда благоприятная, то повреждение быстро затронет весь металл.
  • Острый. Если в первом случае можно видеть линии, то здесь возникают большие точки, диаметр которых будет от 2 до 5 мм. Сначала появляется несколько точек, потом их становится больше. Некоторые соединяются и становятся намного больше. Таким образом металл в короткие сроки потеряет прочность.
  • Закрытый. Такой питтинг находится изнутри металлической пленки. Здесь соединяются линии и точки. При этом сами размеры намного больше – от 5 до 15 мм. Это не самый распространенный вариант повреждения. До того момента, когда возникнет такой вариант коррозии, должно пройти намного больше времени. Одна из угроз в такой ситуации – процесс повреждения будет сложно остановить при помощи ингибиторов и других средств.

Необходимо обратить внимание на то, какой тип коррозии появился на металле, какая площадь была затронута. В такой случае можно будет понять, как решить проблему возникновения повреждений.

Как защитить металл

Мы рассмотрели вопрос о том, из-за чего возникает питтинговая коррозия. При понимании особенности такого процесса, можно будет определить, как с ней бороться и обеспечить процесс защиты.

Чтобы бороться с такой проблемой, можно будет использовать процесс пассивации.

Он основан на применении специального раствора, в состав которого входят две кислоты – лимонная и азотная. Также для сильного усиления процесса, можно использовать добавки.

Цель, которая ставится при применении пассивации, процесс коррозии может стать медленнее или же прекратиться.

Есть 3 метода, позволяющие защититься от причин возникновения питтинговой коррозии.

К ним относятся:

  • Устранение дефектов. Использование современных методов позволяет устранить большинство видов дефектов, которые могут появляться на металле. Применяется полировка, а также другие средства для исправления неровностей. Это уменьшает опасность развития коррозии.
  • Полировка. Помогает устранить шероховатости. Это не позволяет продуктам коррозии скапливаться. На гладком металле могут появиться естественные защитные пленки.
  • Использование хромированного покрытия. Оно позволяет оградить материал от контакта с агрессивными средами. Используется цинкование – именно такой подход помогает улучшить общее качество защиты.

Наша компания всегда готова создать защиту от повреждений любых видов металлоконструкций и стальных изделий.

Обеспечим защиту от питтинговой коррозии

Наша компания занимается профессиональным горячим цинкованием разных типов металлоконструкций. Мы предлагаем свои услуги с 2007 года. Есть сразу несколько причин обратиться к нам.

К ним относятся такие, как:

  • Обширные производственные площади. Есть три цеха для горячего цинкования. Мощность производства – до 120 тонн в год.
  • Универсальность. Мы работаем с разными категориями изделий. На предприятии установлена самая глубокая в ЦФО ванна для цинкования. Ее глубина составляет 3,43 метра.
  • Гарантия качества. Весь процесс контролируется на соответствие с ГОСТ 9.307-89.

На предприятии используется современное оборудование от KVK KOERNER и EKOMOR. Работаем с разными категориями клиентов, готовы выполнить даже срочные заказы с минимальными затратами времени.

Чтобы рассчитать стоимость и оформить заказ, звоните по телефону или оставьте заявку на сайте.

Основные причины образования питтинговой коррозии

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Существуют различные формы разрушения металлов. Точечная коррозия или питтинг – одна из этих форм, представляющая собой местные (локальные) дефекты на поверхности металла. Чаще всего питтинговая коррозия встречается на нержавеющей стали, алюминии и его сплавах, титане, никеле и возникает, когда пассивное состояние материала частично нарушается.

Питтинг довольно опасен для металла, несмотря на маленькие размеры его проявлений. Остальная поверхность продолжает оставаться в нормальном внешнем состоянии, и только в некоторых местах появляются белые или рыжеватые мелкие точки, язвочки, небольшие полоски. Их облик обманчив, и глубина обычно оказывается значительной, при этом пользователь редко обращает на них внимание на ранней стадии развития.

Морфология питтинговой коррозии алюминия

Известно, что хлоридные ионы способны «прорывать» оксидную пленку. Хлорид алюминия (AlCl3) обычно присутствуют в растворе внутри язвы и его концентрация увеличивается при развитии коррозии или при снижении влажности окружающего воздуха. Насыщенный раствор хлорида алюминия имеет величину рН около 3,5, поэтому на дне коррозионных язв коррозия продолжается до тех пор, пока туда еще могут мигрировать кислород и корродирующий электролит. Форма коррозионных язв может меняться от мелких блюдцеобразных до полусферических и далее – до глубоких круглых цилиндрических отверстий. Это отличает питтинговую коррозию от межкристаллитной коррозии, при которой образуются подповерхностные «туннели» вдоль границ зерен, обычно видимые только в микроскоп.

Читайте также:
Обогреватели зоны отдыха на улице

Рисунок – Гальваническая химия точечной коррозии

Причины, инициирующие питтинг

Часто предпосылкой для появления точечной коррозии становится нарушение технологии производства металла. Например, при несоблюдении правил отливки в стали появляются микропримеси, включения, изменяющие нормальную структуру. Некачественный металл может быть слишком пористым либо в нем появляется остаточная окалина – это тоже способствует возникновению питтинга.

Также питтинг возникает при эксплуатации стали, иных металлов в агрессивной среде: растворах, содержащих окислители и активирующие анионы (соляная, азотная кислоты, морская вода, хлористые соединения).

Прочие причины образования точечной коррозии таковы:

  • механическое воздействие, приводящее к появлению сколов, царапин и вызывающее повреждение внешней защитной пленки;
  • излишнее внутреннее напряжение металла;
  • эксплуатация изделия при высоких температурах.

На шероховатой нержавейке точечная коррозия появится с большей вероятностью, чем на гладкой, отполированной, поэтому неровная текстура поверхности тоже считается фактором риска.

Особенности и схема развития питтинговой коррозии

Питтинг отличается высокой скоростью протекания. Если вовремя не избавиться от мелких дефектов, изделие может проржаветь насквозь. Чем выше температура в месте нахождения металла, тем быстрее будет идти его ржавление.

Питтинговая коррозия развивается в три этапа:

  1. Первый этап – зарождение. Обычно случается в зонах с нарушенной защитой, где пассивная пленка на поверхности металла была разорвана, либо там, где имеет место неоднородность материала. После вытеснения кислорода ионами-активаторами оксидный слой разрушается.
  2. Второй – рост питтинга. Он подчиняется законам электрохимических реакций. Вследствие растворения оксидной пленки усиливается анодный процесс в месте точечной коррозии, при этом нормальная поверхность становится катодом.
  3. Третий – диффузное расширение. На этой стадии элемент коррозии продвигается вглубь, рядом могут формироваться новые точки ржавчины.

В некоторых случаях питтинг останавливается в развитии на второй стадии и переходит на этап репассивации. Это случается при сдвиге реакции в сторону пассивации, например, при изменении кислотности среды. Если точечная коррозия перетекла на стадию диффузного роста, она не уже может войти в репассивацию.

Рейтинг стойкости к питтинговой коррозии

Сопротивление алюминиевых сплавов питтинговой коррозии существенно зависит от степени их чистоты. Чистый алюминий имеет максимальное сопротивление питтинговой коррозии, а сплавы различных серий по стойкости к питтинговой коррозии располагаются в следующем порядке (в европейских и международных обозначениях): 1ххх – 5ххх – 3ххх – 6ххх – 7ххх – 2ххх.

Технический алюминий

Чистый алюминий (99,00 % и чище) является более стойким к питтинговой коррозии, чем любой из алюминиевых сплавов. Быстрое растворение оксидной пленки происходит только в высоко кислотных или высоко щелочных растворах. В интервале величины рН от 4 до 9 на оксидной пленке могут лишь возникать пятна и легкая локальная питтинговая коррозия. Сверхчистый алюминий (99,999 % и чище) сопротивляется питтинговой коррозии намного более успешно, чем алюминий промышленной чистоты.

Алюминиево-магниевые сплавы

Из всех промышленных алюминиевых сплавов сплавы 5ххх (Al-Mg) с содержанием магния не более 3 % имеют наилучшее сопротивление питтинговой коррозии и самую низкую скорость распространения язв, особенно в морской воде и водных растворах с содержанием хлоридов. Повышение содержания меди всего лишь до 0,2 % резко снижает стойкость этих сплавов к питтинговой коррозии.

Алюминиево-марганцевые сплавы

Следующими по сопротивлению питтинговой коррозии стоят алюминиевые сплавы 3ххх (Al-Mn), такие как 3003 (АМц) и 3004 (Д12). Алюминиево-марганцевые частицы в этих сплавах имеют электрохимический потенциал аналогичный потенциалу алюминия. Поэтому при низком содержании меди (до 0,05 %) сплавы 3003 и 3004 имеют сопротивление питтинговой коррозии почти такое же как у чистого алюминия. Повышение содержания меди повышает склонность к питтинговой коррозии в хлоридных растворах и при содержании меди около 0,15 % это влияние становится явным.

Медь и железо для питтинговой коррозии алюминия

Медь и железо оказывают наибольшее влияние на склонность к питтинговой коррозии всех алюминиевых сплавов. Хотя сплавы 6ххх (Al-Mg-Si), например, сплав АД31, в целом являются умеренно склонными к питтинговой коррозии, их сопротивление к ней может резко снижаться при повышенном содержании меди и железа, например, сплав АД33 (сплав 6061). Алюминиевые сплавы 7ххх (Al-Zn-Mg) и сплавы 2ххх (Al-Cu-Mg и Al-Cu-Mn), особенно те, что содержат много меди, имеют наименьшее сопротивление питтиниговой коррозии. Поэтому поверхность листов из этих сплавов обычно плакируют – покрывают тонким слоем технического алюминия, например, алюминий марки АД1пл (99,30 %) по ГОСТ 4784-97 или специального алюминиевого сплава с содержанием около 1 % цинка (АЦпл) по тому же стандарту. Сплавы 7ххх без меди (с марганцем или без него) показывают лучшее сопротивление питтинговой коррозии из всех высокопрочных сплавов.

Форма питтингов

По фото можно увидеть, что некоторые элементы имеют правильную форму, другие неправильные по внешнему виду. Точная форма зависит от пустот в кристаллической решетке, которые сформировались во время зарождения питтинга. Обычно на простой (углеродистой), низколегированной стали и нержавейке образуются неправильные точечные коррозии, а на алюминии, различных сплавах – правильные. Кроме того, классификация питтингов по форме выглядит так:

  • полусферические, с блестящим, полированным дном;
  • полиэдрические;
  • ограненные, в том числе, соединяющиеся между собой;
  • в виде сложных многогранников;
  • пирамидальные;
  • призматические.

Полированные (полусферические) элементы нередко находятся на алюминии, тантале и титане, а также на кобальтовых, никелевых сплавах.

Классификация питтинга

Точечная коррозия классифицируется не только по форме, но и по иным признакам: размеру, специфике своего развития.

По размерам

В зависимости от точного состава металла, окружающих условий (температуры, кислотности) размеры питтинговой коррозии могут быть разными:

  • микроскопические (микропиттинг) – менее 0,1 мм;
  • обычные (питтинг) – 0,1-1 мм;
  • значительные (язва) – более 1 мм.
Читайте также:
Секреты цветовода: хранение гладиолусов зимой в домашних условиях

По специфике развития

Питтинг бывает поверхностным, открытым и закрытым. Поверхностные элементы коррозии интенсивно развиваются по горизонтали, не захватывая более глубокие структуры металла. Они вызывают появление хорошо заметных выбоин малой глубины. Открытая точечная коррозия видна невооруженным глазом либо при небольшом размере при увеличении стандартным оптическим оборудованием. Этот тип ржавления нередко переходит в сплошной, если на поверхности стали появляться много питтингов.

Закрытая коррозия считается самой опасной в плане дальнейшей сохранности металлических изделий. Рассмотреть ее без приборов невозможно, поэтому элементы увеличиваются вглубь металла, оставаясь незамеченными в течение длительного времени. Именно закрытые питтинги вызывают формирование пробоин. Если вовремя не убрать начальные проявления коррозии, изделие придет в негодность.

Предотвращение питтинговой коррозии алюминия

Типичные подходы к снижению или минимизации питтинговой коррозии основаны на следующих принципах:

  • Снижать агрессивность окружающей среды, например, содержание хлоридных ионов, понижать уровень температуры, кислотности и активных окисляющих веществ.
  • Тщательно подбирать материалы алюминиевых конструкций. Например, применять по возможности алюминиевые сплавы 5ххх и 3ххх. Высокопрочные алюминиевые сплавы применять только плакированными.
  • Тщательно проектировать конструкции: избегать образования щелей, применять циркуляцию и перемешивание жидкостей для предотвращения их застоя, обеспечивать эффективный дренаж жидкостей из конструкций.

Источник: Corrosion of Aluminum and Aluminum Alloys. Edited by J.R. Davis. – ASM International, 1999.

Способы защиты от питтинга

Существует ряд современных методов предотвращения коррозии, и многие из них применяются уже на стадии производства авто. Тем не менее, старые машины вследствие долгой эксплуатации, постоянного контакта с агрессивными реагентами подвержены ржавлению. Питтинг нередко возникает на различных деталях автомобиля: подшипниках, зубьях шестерен, а точки ржавчины на кузове и вовсе считаются распространенным явлением.

Точечная коррозия зачастую выявляется и на бытовых предметах, в том числе из нержавеющей стали. Для защиты металла можно применять механические и химические методики, некоторые из них подходят для самостоятельного использования.

Механический способ

Данный метод включает советы по удалению уже имеющейся ржавчины при помощи шлифования, лазерной обработки, а также механическое нанесение барьерных покрытий (в том числе лакокрасочных). Выбор вида покрытия зависит от типа металла и условий его эксплуатации. Обычно используется техника цинкования или никелирования, но в промышленных условиях также практикуется хромирование, покрытие медью, серебром, алюминием, оловом, кадмием. Созданная пленка изолирует металл от окружающей среды и не дает ему контактировать с кислотами, кислородом, хлором, чем продлевает срок службы.

В продаже есть наборы для самостоятельного проведения цинкования металла. Вначале производят очистку детали от уже имеющейся ржавчины путем обработки преобразователями. Через полчаса средства смывают, изделие чистят, полируют, наносят слой специального раствора и подключают электрод с цинковым наконечником. По истечении определенного времени на поверхности металла будет создана тонкая цинковая пленка, которая не позволит ржавчине и дальше разрушать материал.

Химический способ

Основным химическим методом избавления от коррозии является ликвидация замкнутой системы растворами щелочей, сульфатов, хроматов. Принцип действия заключается в уменьшении кислотности и сдвиге реакции в сторону щелочной, в которой процессы коррозии останавливаются. Важно только контролировать выделение водорода, поскольку этот элемент сам по себе увеличивает риск появления питтингов.

К сожалению, в быту полностью устранить опасность развития точечной коррозии невозможно. Есть шанс лишь ослабить влияние факторов риска. Лучше сразу правильно эксплуатировать изделие, не допускать повышения кислотности среды, чем можно продлить срок его службы на несколько лет.

Что под собой подразумевает понятие точечная (питтинговая) коррозия

Но как именно возникает питтинг-ржавчина? Правда ли то, что существует коррозия нержавеющих сталей? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Существуют различные формы разрушения металлов. Точечная коррозия или питтинг – одна из этих форм, представляющая собой местные (локальные) дефекты на поверхности металла. Чаще всего питтинговая коррозия встречается на нержавеющей стали, алюминии и его сплавах, титане, никеле и возникает, когда пассивное состояние материала частично нарушается.

Питтинг довольно опасен для металла, несмотря на маленькие размеры его проявлений. Остальная поверхность продолжает оставаться в нормальном внешнем состоянии, и только в некоторых местах появляются белые или рыжеватые мелкие точки, язвочки, небольшие полоски. Их облик обманчив, и глубина обычно оказывается значительной, при этом пользователь редко обращает на них внимание на ранней стадии развития.

Причины образования ржавчины

Главная причина образования коррозии – неправильная технология обработки и производства материала. Из-за этого в материале остаются микрочастицы, которые в последующем приводят к деформации и нарушении целостности изделия.

Чаще всего в материале остается прокатная окалина, которая и провоцирует появление коррозии.

Из-за регулярного внешнего воздействия разных факторов на поверхность металлического предмета, часто начинает появляться питтинговая коррозия. Она разрушает верхнюю защитную оболочку и формирует язвы по всей области.

Питтинги или язвенные поражения на изделия образуются очень быстро на неровной, грубой поверхности. Они быстро поражают всю область металла ухудшая его свойства. Под взаимодействии с соленой водой, кислотой или другими агрессивными вещества предмет быстро ржавеет, и приходит в непригодность.

Причины, инициирующие питтинг

Часто предпосылкой для появления точечной коррозии становится нарушение технологии производства металла. Например, при несоблюдении правил отливки в стали появляются микропримеси, включения, изменяющие нормальную структуру. Некачественный металл может быть слишком пористым либо в нем появляется остаточная окалина – это тоже способствует возникновению питтинга.

Также питтинг возникает при эксплуатации стали, иных металлов в агрессивной среде: растворах, содержащих окислители и активирующие анионы (соляная, азотная кислоты, морская вода, хлористые соединения).

Прочие причины образования точечной коррозии таковы:

  • механическое воздействие, приводящее к появлению сколов, царапин и вызывающее повреждение внешней защитной пленки;
  • излишнее внутреннее напряжение металла;
  • эксплуатация изделия при высоких температурах.
Читайте также:
Отделка окна в доме из клееного бруса

На шероховатой нержавейке точечная коррозия появится с большей вероятностью, чем на гладкой, отполированной, поэтому неровная текстура поверхности тоже считается фактором риска.

Как защитить металл

Мы рассмотрели вопрос о том, из-за чего возникает питтинговая коррозия. При понимании особенности такого процесса, можно будет определить, как с ней бороться и обеспечить процесс защиты.

Чтобы бороться с такой проблемой, можно будет использовать процесс пассивации.

Он основан на применении специального раствора, в состав которого входят две кислоты – лимонная и азотная. Также для сильного усиления процесса, можно использовать добавки.

Цель, которая ставится при применении пассивации, процесс коррозии может стать медленнее или же прекратиться.

Есть 3 метода, позволяющие защититься от причин возникновения питтинговой коррозии.

К ним относятся:

  • Устранение дефектов. Использование современных методов позволяет устранить большинство видов дефектов, которые могут появляться на металле. Применяется полировка, а также другие средства для исправления неровностей. Это уменьшает опасность развития коррозии.
  • Полировка. Помогает устранить шероховатости. Это не позволяет продуктам коррозии скапливаться. На гладком металле могут появиться естественные защитные пленки.
  • Использование хромированного покрытия. Оно позволяет оградить материал от контакта с агрессивными средами. Используется цинкование – именно такой подход помогает улучшить общее качество защиты.

Наша компания всегда готова создать защиту от повреждений любых видов металлоконструкций и стальных изделий.

Особенности и схема развития питтинговой коррозии

Питтинг отличается высокой скоростью протекания. Если вовремя не избавиться от мелких дефектов, изделие может проржаветь насквозь. Чем выше температура в месте нахождения металла, тем быстрее будет идти его ржавление.

Питтинговая коррозия развивается в три этапа:

  1. Первый этап – зарождение. Обычно случается в зонах с нарушенной защитой, где пассивная пленка на поверхности металла была разорвана, либо там, где имеет место неоднородность материала. После вытеснения кислорода ионами-активаторами оксидный слой разрушается.
  2. Второй – рост питтинга. Он подчиняется законам электрохимических реакций. Вследствие растворения оксидной пленки усиливается анодный процесс в месте точечной коррозии, при этом нормальная поверхность становится катодом.
  3. Третий – диффузное расширение. На этой стадии элемент коррозии продвигается вглубь, рядом могут формироваться новые точки ржавчины.

В некоторых случаях питтинг останавливается в развитии на второй стадии и переходит на этап репассивации. Это случается при сдвиге реакции в сторону пассивации, например, при изменении кислотности среды. Если точечная коррозия перетекла на стадию диффузного роста, она не уже может войти в репассивацию.

Что такое питтинг

Итак, питтинг является разновидностью коррозии, при которой на металлической поверхности будут появляться так называемые питтинги. Такая коррозия будет затрагивать медные, железные, алюминиевые сплавы, а также те, что на основе хрома и прочие. Коррозия питтингового типа возможна даже на нержавейке.

Питтинг обычно будет затрагивать разные металлические конструкции, которые будут контактировать с соленой водой (как правило, это разные участки около берега). Это связано с тем, что для вступления в силу реакции требуется избыток ионов-активаторов, которые станут вытеснять кислород из защитной оксидной пленки – а такие вещества в большом количестве выделяются именно в воде. Также обращайте внимание, что вначале питтинг обычно начинает затрагивать верхние слои оксидной пленки, но из-за усиливающегося распространения ржавчины он может начать захватывать металл полностью. Такая коррозия появляется обычно при комбинации сразу двух факторов.

Форма питтингов

По фото можно увидеть, что некоторые элементы имеют правильную форму, другие неправильные по внешнему виду. Точная форма зависит от пустот в кристаллической решетке, которые сформировались во время зарождения питтинга. Обычно на простой (углеродистой), низколегированной стали и нержавейке образуются неправильные точечные коррозии, а на алюминии, различных сплавах – правильные. Кроме того, классификация питтингов по форме выглядит так:

  • полусферические, с блестящим, полированным дном;
  • полиэдрические;
  • ограненные, в том числе, соединяющиеся между собой;
  • в виде сложных многогранников;
  • пирамидальные;
  • призматические.

Полированные (полусферические) элементы нередко находятся на алюминии, тантале и титане, а также на кобальтовых, никелевых сплавах.

Сенсибилизация нержавеющих сталей и коррозия сварных швов

Этот вид коррозионного поражения обусловлен отрыву отдельных кристаллов сплава от поверхности детали. Он обусловлен влиянием насыщеннымх солями металлов рабочих сред. В таких средах между разделенных кристаллов вклиниваются соли кальция, рост карбидных кристаллов приводит к дальнейшему разрушению кристаллической структуры.

Такому влиянию подвержены сварные швы, при выполнении которых нарушалась технология проведения сварных работ. Возможна сенсибилизация и участков оболочек емкостей. Ее называют ножевой коррозией, она распространяется в виде узких полос.

Ослабленная сенсибилизацией кристаллическая структура особенно подвержена гальваническому влиянию. Под действием наведенных потенциалов скорость коррозии многократно возрастает.

Для профилактики таких негативных процессов используют метод пассивирования нержавеющих сплавов и сварных швов.

Классификация питтинга

Точечная коррозия классифицируется не только по форме, но и по иным признакам: размеру, специфике своего развития.

По размерам

В зависимости от точного состава металла, окружающих условий (температуры, кислотности) размеры питтинговой коррозии могут быть разными:

  • микроскопические (микропиттинг) – менее 0,1 мм;
  • обычные (питтинг) – 0,1-1 мм;
  • значительные (язва) – более 1 мм.

По специфике развития

Питтинг бывает поверхностным, открытым и закрытым. Поверхностные элементы коррозии интенсивно развиваются по горизонтали, не захватывая более глубокие структуры металла. Они вызывают появление хорошо заметных выбоин малой глубины. Открытая точечная коррозия видна невооруженным глазом либо при небольшом размере при увеличении стандартным оптическим оборудованием. Этот тип ржавления нередко переходит в сплошной, если на поверхности стали появляться много питтингов.

Читайте также:
Паспорт вентиляционной системы по СНиПу: видео-инструкция по монтажу своими руками, стоимость паспортизации установки вентиляции, фото и цена

Закрытая коррозия считается самой опасной в плане дальнейшей сохранности металлических изделий. Рассмотреть ее без приборов невозможно, поэтому элементы увеличиваются вглубь металла, оставаясь незамеченными в течение длительного времени. Именно закрытые питтинги вызывают формирование пробоин. Если вовремя не убрать начальные проявления коррозии, изделие придет в негодность.

Этапы роста питтинга:

1) Зарождение питтинга происходит в местах дефектов пассивной пленки (царапины, разрывы) или ее слабых местах (если имеет место неоднородность сплава) при достижении определенного потенциала – потенциала питтингообразования (φпо). Ионы-активаторы вытесняют адсорбированный на поверхности кислород или при взаимодействии разрушают оксидную защитную пленку.

2) Рост питтинга – происходит по электрохимическому механизму, вследствии интенсивного растворения пассивной оксидной пленки. Из-за активного растворения пленки происходит усиление анодного процесса в самом питтинге (активационный рост питтинга). Со временем, когда питтинг будет достаточно расширен, активационный рост замедляется, начинается диффузионный режим роста питтинга.

3) Иногда рост питтинга прекращается и наступает стадия репассивации. Основной причиной репассивации можно считать сдвиг потенциала поверхности в отрицательную сторону, т.е. сторону пассивации. Питтинг с диффузионным режимом роста (постепенно, стабильно растущий питтинг) не может перейти в стадию репассивации.

Способы защиты от питтинга

Существует ряд современных методов предотвращения коррозии, и многие из них применяются уже на стадии производства авто. Тем не менее, старые машины вследствие долгой эксплуатации, постоянного контакта с агрессивными реагентами подвержены ржавлению. Питтинг нередко возникает на различных деталях автомобиля: подшипниках, зубьях шестерен, а точки ржавчины на кузове и вовсе считаются распространенным явлением.

Точечная коррозия зачастую выявляется и на бытовых предметах, в том числе из нержавеющей стали. Для защиты металла можно применять механические и химические методики, некоторые из них подходят для самостоятельного использования.

Механический способ

Данный метод включает советы по удалению уже имеющейся ржавчины при помощи шлифования, лазерной обработки, а также механическое нанесение барьерных покрытий (в том числе лакокрасочных). Выбор вида покрытия зависит от типа металла и условий его эксплуатации. Обычно используется техника цинкования или никелирования, но в промышленных условиях также практикуется хромирование, покрытие медью, серебром, алюминием, оловом, кадмием. Созданная пленка изолирует металл от окружающей среды и не дает ему контактировать с кислотами, кислородом, хлором, чем продлевает срок службы.

В продаже есть наборы для самостоятельного проведения цинкования металла. Вначале производят очистку детали от уже имеющейся ржавчины путем обработки преобразователями. Через полчаса средства смывают, изделие чистят, полируют, наносят слой специального раствора и подключают электрод с цинковым наконечником. По истечении определенного времени на поверхности металла будет создана тонкая цинковая пленка, которая не позволит ржавчине и дальше разрушать материал.

Химический способ

Основным химическим методом избавления от коррозии является ликвидация замкнутой системы растворами щелочей, сульфатов, хроматов. Принцип действия заключается в уменьшении кислотности и сдвиге реакции в сторону щелочной, в которой процессы коррозии останавливаются. Важно только контролировать выделение водорода, поскольку этот элемент сам по себе увеличивает риск появления питтингов.

К сожалению, в быту полностью устранить опасность развития точечной коррозии невозможно. Есть шанс лишь ослабить влияние факторов риска. Лучше сразу правильно эксплуатировать изделие, не допускать повышения кислотности среды, чем можно продлить срок его службы на несколько лет.

Методы защиты металлов и сплавов от коррозии

Защита металлов и сплавов от питтинговой коррозии:

  • Электрохимическая защита. Этот вид защиты часто применяется вместе с применением ингибиторов.
  • Так как наиболее подвержены питтинговым образованиям пассивные сплавы, то наилучшим решением будет минимизировать их величину в составе сплавов или совсем заменить на другой, более устойчивый к разрушению материал.

Существуют вещества, введение которых в сплав, повышает его антикоррозийную стойкость (например, кремний и хром).

  • Применение ингибиторов, которые в замкнутой системе подавляют или задерживают развитие разрушающих процессов, вследствие химических и физико-химических воздействий (вещества на сульфатной основе, щелочи, нитраты).
  • Нанесения защитного антикоррозийного покрытия на предварительно очищенную и подготовленную поверхность элемента.

Важно понимать, что представленные методы борьбы с точечной коррозией металла возможны только на производстве или на начальном этапе создания сплава для конструкции или детали.

Таким образом, наличие питтингов не ставит крест на работоспособности конструкции, если они были замечены вовремя. Стоит всегда тщательно следить за состоянием изделий, включенных в работ, во время проводить технические обследования и не скупиться на качественную антикоррозийную защиту для металлов.

Что такое питтинговая коррозия нержавеющих сталей — виды и способы защиты

ГОСТ № 5272 от 1968 года дает определения различным видам разрушения металлов (сплавов) и классифицирует их по типам и видам. Питтинговая коррозия – название не совсем верное, если ориентироваться не на распространенную в обиходе терминологию, а на стандарт. Ее правильное название – точечная. В нормативном документе дается пояснение, что питтинг – это разновидность местной (локальной) коррозии.

Нержавеющая сталь – общее определение сплавов, которые подразделяются на 3 группы. Они отличаются спецификой применения и превалированием тех характеристик, которые являются наиболее важными в каждом конкретном случае. Далее речь пойдет в основном о наиболее распространенной модификации продукции – стали коррозийностойкой.

Внешнее проявление питтинговой коррозии

Выражается в точечных поражениях сплавов (в том числе, нержавеющих сталей) и металлов. Питтинговая коррозия начинается с поверхности образца и постепенно распространяется вглубь структуры, вызывая появление в материале полостей (язв). Чаще всего проявляется в местах различных дефектов нержавеющей стали.

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: :???: :?: :!: