ПОСТАВЩИКИ МАШИН
И ОБОРУДОВАНИЯ

Что такое коррозия металлов?

Почему металлы ржавеют?

С точки зрения термодинамики, большинство металлов находятся в природе в окисленном состоянии — в виде руд (оксидов, сульфидов, карбонатов). В процессе металлургического передела из руды получают чистое железо, алюминий, медь, затрачивая энергию на восстановление. Это состояние энергетически нестабильно. 

Металл стремится вернуться в исходную, окисленную форму, вступая в химическое или электрохимическое взаимодействие с окружающей средой.

Простыми словами: ржавление — это обратный процесс выплавке металла. Железо, контактируя с кислородом и влагой, превращается в оксиды и гидроксиды, которые мы называем ржавчиной.

Основные виды коррозионных потерь

Коррозия приводит не только к прямому ущербу от разрушения металла. Ее последствия многогранны:

• Прямые потери: замена вышедших из строя конструкций, ремонт оборудования, простой производства.
• Косвенные потери: остановка технологических процессов, утечки транспортируемых сред (нефть, газ, вода), экологический ущерб.
• Аварийность: разрушение трубопроводов, обрушение опор, мостов, промышленных сооружений.

По данным национальных ассоциаций коррозионистов, применение эффективных методов антикоррозионной защиты позволяет сократить потери на 25–35%.

Классификация основных видов коррозии

Понимание механизма коррозии — основа для выбора правильного метода защиты. Разные условия эксплуатации требуют разных решений.

Химическая и электрохимическая коррозия: в чем разница?

Это принципиальное разделение, которое определяет, как именно будет разрушаться металл и какой способ защиты окажется эффективным.

Химическая коррозия протекает в средах, не проводящих электрический ток:

• В сухих газах при высоких температурах (окалинообразование).
• В жидких неэлектролитах — маслах, органических растворителях, топливе.

В этом случае металл окисляется непосредственно при контакте с агрессивным агентом. На поверхности образуется пленка оксидов или других соединений. Пример — образование окалины на трубопроводах пара высокого давления или на деталях двигателей.

Электрохимическая коррозия — наиболее распространенный и опасный вид разрушения. Она протекает в присутствии электролита (воды, влажного воздуха, почвенных растворов, конденсата). Механизм основан на образовании гальванических пар:

• Анод — участок металла, где происходит окисление и разрушение (металл переходит в ионную форму).
• Катод — участок, где протекает восстановление (например, кислорода или водорода).
• Электролит — проводящая среда, обеспечивающая перенос ионов между анодом и катодом.

Разность потенциалов между анодными и катодными участками возникает из-за неоднородности металла, наличия включений, контакта разнородных металлов, различий в доступе кислорода.

Именно электрохимическая коррозия ответственна за разрушение металлоконструкций в атмосферных условиях, в грунте, в морской воде.

Виды коррозии по характеру разрушения

Визуальная картина разрушения многое говорит о причинах и скорости процесса.

Атмосферная, почвенная и морская коррозия

Условия эксплуатации определяют скорость и характер разрушения.

Атмосферная коррозия — наиболее распространенный тип. Скорость зависит от:

• Относительной влажности (критический уровень — 60–70%).
• Наличия загрязнений (SO₂, NOₓ, хлориды).
• Времени увлажнения поверхности (роса, дождь, туман).

В городской и промышленной атмосфере с высокой загазованностью скорость коррозии может быть в десятки раз выше, чем в сельской местности.

Почвенная коррозия важна для подземных трубопроводов, свай, резервуаров. 

Факторы:

• Удельное электрическое сопротивление грунта.
• Кислотность (pH).
• Наличие блуждающих токов (например, от рельсов электрифицированного транспорта).
• Аэрация (доступ кислорода в почве).

Для защиты от почвенной коррозии часто требуется комбинация изолирующих покрытий и электрохимической защиты. Пример такого подхода реализован в кейсе по АКЗ трубопроводных систем от коррозии .

Морская коррозия — одна из самых агрессивных. Высокая концентрация хлоридов, насыщение воды кислородом, постоянное увлажнение создают идеальные условия для электрохимических процессов. Дополнительный фактор — биокоррозия (обрастание морскими организмами).

Эффективные способы защиты металлов от коррозии

Выбор метода защиты определяется условиями эксплуатации, требуемым сроком службы и экономической целесообразностью.

Металлические и неметаллические защитные покрытия

Покрытия делятся на 2 основных типа по механизму защиты:

Протекторные (анодные) покрытия — выполнены из металла с более отрицательным потенциалом, чем защищаемый. В паре с основным металлом такой слой сам разрушается, защищая основу. Классический пример — цинковое покрытие. Даже при появлении скола или царапины цинк продолжает работать как жертвенный анод, электрохимически защищая сталь в зоне дефекта.

Барьерные покрытия — изолируют металл от контакта с агрессивной средой (кислородом, влагой, электролитами). К ним относятся большинство лакокрасочных материалов, грунтовок, а также полимерные и порошковые покрытия. Они не имеют собственного электродного потенциала и не участвуют в электрохимических процессах. Их задача — создать сплошной изолирующий слой.

Важное ограничение барьерных покрытий: при нарушении целостности (скол, царапина, микротрещина) агрессивная среда проникает под пленку, и коррозия на поврежденном участке развивается активно, поскольку металл остается незащищенным.

Именно поэтому для ответственных конструкций, работающих в агрессивных средах, предпочтительнее протекторные покрытия, которые продолжают защищать сталь даже при локальных повреждениях.

Лакокрасочные материалы и грунтовки по металлу

Самый распространенный метод благодаря относительной дешевизне, доступности и широкой цветовой гамме. Однако важно понимать ограничения:

• Большинство обычных красок и универсальных грунтовок обеспечивают только барьерную защиту. Пока покрытие целостно, оно изолирует металл от влаги и кислорода.
• При появлении микротрещин, сколов, царапин влага проникает под пленку, и процесс коррозии продолжается скрыто.
• Требуется тщательная подготовка поверхности (очистка до степени Sa 2–2½, обезжиривание).

Качество подготовки напрямую влияет на адгезию и долговечность. Для обезжиривания перед нанесением любых покрытий применяются специальные составы. Например, растворитель Zinker Multisolv эффективно удаляет масла, технологическую грязь и обеспечивает необходимую степень очистки.

Горячее и холодное цинкование

Горячее цинкование — заводской метод, при котором изделие погружают в расплавленный цинк (около 450°C). Образуется диффузионный слой с высокой адгезией. Толщина покрытия — от 40 до 100 мкм и более.

• Срок службы: 25–50 лет в зависимости от условий.
• Ограничения: применяется только для изделий, которые можно погрузить в ванну; не подходит для ремонта на месте эксплуатации.
• Подробнее: горячее цинкование: технология, ГОСТ, свойства покрытия.

Холодное цинкование — это технология нанесения цинконаполненного состава, как правило, в составе многослойной системы. Состав наносится методом напыления.

Ключевые характеристики (на основе данных производителей таких систем):

• Содержание цинка в покрытии: варьируется от 50% до 96% в грунтовочном слое. При этом сам цинк содержит примеси (свинец, железо, кадмий, тяжелые металлы) на уровне 2–4%.
• Применение: такие составы используются только в составе многослойных систем — как грунтовые, промежуточные или финишные слои. Самостоятельным покрытием не являются.
• Состав: сложный, многокомпонентный. Может включать до 5 различных компонентов во всех слоях системы.
• Подготовка поверхности: требуется абразивная обработка, очистка от пыли и обезжиривание.
• Скорость нанесения: до 7 суток на полный цикл работ.

• Срок службы (по ГОСТ 9.401-2018):

• В умеренно агрессивной среде (класс С4) — от 2 лет.
• В сильноагрессивной среде (класс С5) — от 1 года.
• Гарантийный срок: до 5 лет. При этом заявляемый «срок службы до 25 лет» достигается только в идеальных условиях и требует регулярного обновления финишных слоев.
• Стоимость нанесения с учетом работ: от 35 000 рублей за тонну.

Технология цинкирования

Цинкирование — это технология антикоррозионной защиты, реализованная в составах Zinker. Ниже приведены ключевые характеристики метода на основе технической документации.

Применение и назначение:

• Цинкирование применяется для защиты ответственных конструкций во всех типах сред коррозионной активности, включая агрессивные и сильноагрессивные (класс С5 по ISO 12944-5:2018).
• Обеспечивает гарантированный срок защиты от 15 лет и более при толщине слоя от 120 мкм.
• Используется для защиты строительных и технологических металлоконструкций в промышленном и гражданском строительстве, сельском хозяйстве, на объектах ТЭК, в дорожном и транспортном строительстве, гидросооружениях.
• Рекомендовано для ремонта и восстановления ранее оцинкованных (в том числе другими методами) металлоконструкций без демонтажа.

Свойства цинкерного слоя:

• Образует стабильную субдисперсионную Zn-Fe зону на поверхности металла.
• Обладает свойством межслойной диффузии.
• Сохраняет функцию поверхностной самоконсервации и самовосстановления в течение всего срока службы.
• Отличается достаточной стойкостью к абразивному воздействию.
• Межатомное расстояние в цинкерном слое аналогично межатомному расстоянию в слое цинка, нанесенного методом горячего цинкования (погружением в ванну).

Условия нанесения и внешний вид:

• Наносится при температуре от -35°C (зимнее нанесение).
• UV-стабилен, имеет благородный серый цвет.

Подробнее о процессе, нормативах и особенностях нанесения — в разделе технология цинкирования.

Полимерные и порошковые покрытия

Порошковая окраска — метод нанесения сухого полимерного состава с последующей полимеризацией при высокой температуре. Покрытия отличаются высокой механической прочностью, стойкостью к УФ-излучению и хорошими декоративными свойствами. 

Однако они работают только как барьер: при повреждении коррозия развивается в зоне дефекта. Кроме того, ремонт порошковых покрытий в полевых условиях сложен и требует заводских условий для качественного восстановления.

Электрохимическая (катодная) защита

Электрохимическая защита основана на смещении потенциала металла в область, где коррозионные процессы замедляются. По способу создания защитного потенциала различают 2 варианта реализации катодной защиты.

Катодная защита с внешним источником тока — к защищаемой конструкции подключают отрицательный полюс источника постоянного тока, делая ее катодом. Положительный полюс подключают к инертному аноду (графит, ферросилид, титан). Метод эффективен для подземных трубопроводов, резервуаров, свай, а также для конструкций, находящихся в электролитах (грунт, вода).

Протекторная защита — разновидность катодной защиты, при которой к конструкции непосредственно присоединяют металл с более отрицательным потенциалом (цинк, магний, алюминий). Этот металл (протектор) разрушается как жертвенный анод, защищая основной металл. Протекторная защита применяется в средах с низким удельным сопротивлением (морская вода, влажный грунт) и не требует внешнего источника тока.

Этот принцип работает и при цинковании: цинковое покрытие выполняет функцию протектора, электрохимически защищая сталь в местах повреждений.

Легирование стали как метод борьбы с коррозией

Введение в состав стали легирующих элементов (хром, никель, молибден) повышает ее коррозионную стойкость. Нержавеющие стали содержат не менее 10,5% хрома, который формирует пассивную оксидную пленку на поверхности. 

Однако легирование не отменяет необходимости защиты в агрессивных средах (например, в хлоридсодержащих средах нержавеющие стали подвержены питтинговой коррозии).

Применение ингибиторов коррозии

Ингибиторы — вещества, добавляемые в жидкие среды (вода, кислоты, нефтепродукты) для замедления коррозионных процессов. Они адсорбируются на поверхности металла, блокируя анодные или катодные реакции. 

Метод эффективен в замкнутых системах (трубопроводы, теплообменники, системы охлаждения), но не работает в открытых атмосферных условиях.

Конструктивные методы защиты при проектировании

Правильное проектирование металлоконструкций может значительно снизить коррозионный риск:

• Исключение щелей и зазоров, где скапливается влага.
• Обеспечение дренажа для удаления конденсата.
• Исключение контакта разнородных металлов без изоляции.
• Обеспечение доступа для осмотра и ремонта.

Как выбрать оптимальный метод защиты?

Оптимальный метод защиты от коррозии всегда определяется компромиссом между желаемой долговечностью и практичностью применения. Универсального решения не существует: то, что эффективно для статичной конструкции в сухом помещении, может оказаться бесполезным для детали, работающей в условиях перепадов температур или вибрации. Поэтому первый шаг — честно оценить внешние условия и свои возможности по нанесению и обслуживанию покрытия.

Критерии выбора в зависимости от условий эксплуатации

Ключевыми критериями здесь выступают тип атмосферы (обычная городская, промышленная, морская), наличие прямого контакта с водой или химикатами, а также механические факторы — удары, трение, необходимость последующей сварки или резки. Не менее важны геометрия поверхности (плоскость, угол, труднодоступная полость) и требуемая периодичность обновления защиты. Понимание этих параметров сужает круг подходящих технологий до двух-трёх вариантов.

Как подобрать формат Zinker под вашу задачу?

Дополнительно: для подготовки поверхности используется растворитель Zinker Multisolv (обезжиривание перед нанесением).

Если вы не уверены, какая фасовка нужна для вашего объекта, — напишите или позвоните нашим специалистам. Они помогут рассчитать расход и объем.

Сравнение стоимости и долговечности различных методов

Примеры антикоррозионной защиты в реальной жизни

АКЗ автомобильного моста цинкированием

• Объект: автомобильный мост в условиях городской среды.
• Условия эксплуатации: постоянный контакт с противогололедными реагентами (хлориды), перепады температур, высокая влажность.
• Выбранный метод: состав нанесён в 2 слоя, толщиной в 80 мкм, безвоздушным способом. Металл зачищен механическим способом.
• Результат: сформировано покрытие с протекторными свойствами, устойчивое к воздействию реагентов. Ожидаемый срок службы — от 25 лет.

Подробнее: АКЗ мостов от коррозии

АКЗ трубопроводных систем

• Объект: подземные и наземные участки трубопроводов.
• Условия эксплуатации: почвенная коррозия, блуждающие токи, сложные условия доступа для обслуживания.
• Выбранный метод: цинкирующий состав Zinker в комбинации с контролем качества нанесения.
• Результат: обеспечена антикоррозионная защита ответственных участков, снижены риски аварийных остановок.

Подробнее: АКЗ трубопроводов от коррозии

АКЗ металлических столбов забора

• Объект: опоры металлического ограждения, устанавливаемые в грунт.
• Условия эксплуатации: контакт с почвой (почвенная коррозия), периодическое увлажнение, возможные механические повреждения при установке.
• Выбранный метод: цинкирующий состав Zinker в фасовке 2 кг (нанесение кистью). Для точечного ремонта после монтажа — аэрозоль 520 мл.
• Результат: обеспечена протекторная защита, включая зоны сварных швов и торцевых кромок. Почему обычная краска не работает? При повреждении барьерного покрытия влага проникает под пленку, и коррозия развивается скрыто. Цинковое покрытие продолжает защищать сталь даже при локальных повреждениях.

Подробнее: АКЗ металлических столбов забора.

Заключение

Важность комплексного подхода к антикоррозионной защите

Коррозия металлов неизбежна, но управляема. Она запускается в момент, когда термодинамическая нестабильность металла встречается с благоприятными условиями среды: влагой, кислородом, электролитами. Задача антикоррозионной защиты — либо полностью изолировать металл (барьерные методы), либо сознательно использовать электрохимические процессы, делая защитное покрытие жертвенным анодом (протекторная защита).

На практике лучший результат достигается комплексным подходом:

• Выбор метода защиты на стадии проектирования с учетом реальных условий эксплуатации.
• Качественная подготовка поверхности (удаление загрязнений, обезжиривание, абразивная очистка до требуемой степени).
• Нанесение покрытия с контролем толщины и сплошности слоя.
• Регулярный мониторинг состояния и своевременный ремонт локальных повреждений.

Для разных масштабов задач доступны разные форматы. Частному мастеру для ремонта сколов на заборе или восстановления оцинкованного ведра достаточно аэрозоля Zinker. Подрядчику, выполняющему антикоррозионную обработку металлоконструкций, понадобятся промышленные объемы в 10 или 25 кг. В любом случае принцип защиты остается единым: цинковое покрытие работает как протектор, обеспечивая электрохимическую защиту стали там, где это необходимо.

Если вы не уверены, какой метод и формат подходят для вашей задачи, обратитесь за консультацией к нашим специалистам по телефону: 8 (800) 222-36-87. Правильно подобранное решение избавит от неожиданных трат бюджет и обеспечит надежную защиту на долгие годы.