Как защитить металл от коррозии в домашних условиях

Всем привет) Запись без претензий на научность и чистоту эксперимента.

При использовании в кузовном ремонте разного рода покрытий — от грунтов до антикора — всегда задаешься вопросом: «Чем лучше защитить голый металл, какую комбинацию материалов выбрать?

На форумах, на Драйве, в гаражах — везде толпы разных людей с космическими убеждениями по поводу использования того или иного продукта. Причём мнения чаще всего ничем не подкреплены, кроме личных домыслов, а иногда даже противоречат друг другу и здравому смыслу.

Я решил для себя лично разобраться, увидеть своими глазами, как ведет себя тот или иной защитный материал. Для этого взял несколько пластинок металла, зачистил, обезжирил, навалил всякой каки, подвесил на улице под открытым небом.

? — Почему не стал использовать солевой раствор или просто не окунул в воду? — Мне так не нравится, хочу на свежем воздухе, там где они работают на машине. ? — Почему не стал использовать всякого рода комбинациибутерброды? — Потому что это привело бы к большому количеству образцов, мне эти гирлянды во дворе ни к чему.

Подумал и решил что для чистоты эксперимента надо разобраться в возможностях каждого материала по отдельности — из этого проще сложить картину их совместной работы. Например если после преобразователя и после акрилового грунта пойдет ржавчина, то нет смысла мазать один на другой и ждать что ржавчины не будет.

В качестве испытуемых взял те материалы, которыми пользуюсь в работе:

Слева на право: 1. Мовиль. Трушный, еще из той страны в которой я родился — СССР. 2. Пушечное сало. Современное. 3. Преобразователь ржавчины на основе ортофосфорной кислоты. Не тот цинкарь, который с пшиколкой, другой, белорусский, дешевый. 4. Преобразователь ржавчины Cartonin F на йодной основе. Польский продукт. 5. 1K Эпоксидный грунт Spectral в баллоне. 6. 2K Эпоксидный грунт Novol. 7. 2K Травящий грунт Novol. 8. 2K Акриловый грунт Reoflex.

Теперь обработанные ими образцы:

Слева на право: 1. Мовиль / Пушечное сало. На обороте

— ничем не обработана, КОНТРОЛЬНАЯ, см. ниже 2. Белорусский Цинкарь. Нанесен, не смыт. 3. Cartonin F. После реакции покрытие приобретает черный цвет. 4. 2K Эпоксидный грунт.
На обороте
— 1K Эпоксидный грунт в баллоне 5. 2K Травящий грунт / он же, но
+ сверху
2K Акриловый грунт.
На обороте
— просто 2K Акриловый грунт на голый металл.

Оборотные стороны некоторых пластинок:

Итого у нас имеется 9 различных вариантов покрытия, не считая контрольной пластинки. Все подвешены на открытом воздухе.

Висят уже пару недель, с первыми дождями контрольная пластинка немного поржавела. Про остальные расскажу в следующей записи, маловато времени прошло чтобы делать выводы. Планирую мариновать их на улице всю зиму.

Пока не поздно, можно добавить еще-какие-то варианты, пишете кто какие хочет видеть.

Делитесь записью, это может кому-то помочь избежать ошибок.

Металлические трубы еще не полностью ушли из нашего обихода, уступив свое место пластиковым. Потому, что металл по сравнению с пластиком больше устойчив к высокому давлению, выдерживает значительно большие механические нагрузки, устойчив к перепадам температуры, имеет гораздо меньший коэффициент теплового расширения.

Главный враг металла – это коррозия. Особенно это верно в отношении подземных металлических трубопроводов.

Функции и материал забора

Предназначается забор для простого и специализированного огораживания территории: земельные участки, находящиеся в частной собственности, места парковок, зоны отдыха, строительные и особо охраняемые объекты, загоны для животных. Также заборы часто являются элементом декора в ландшафтном дизайне или составляют единую композицию с архитектурными решениями.

Такое разнообразие функциональности даёт возможность использовать разные материалы для их строительства: обычный деревянный или металлический штакетник, декоративный штакетник в стиле «Ранчо», разноцветные профилированные листы, сетка рабица, сварные, секционные, кованые, асбестоцементные и бетонные пролёты. Как и любое сооружение, забор предполагает создание какой-то основы, на которую крепится материал. Для забора такой основой являются столбы.

Материал для столбов

Независимо от выбора материала самого забора, столбы могут быть изготовлены из:

Преимущество металла

Универсальным материалом для изготовления столбов для забора являются металлические изделия, потому что в подавляющем большинстве случаев монтажа забора используют сварочные работы.

Особым качеством металлических столбов является их долговечность. Каким бы способом не обработать деревянный брус, он сгниёт намного быстрее, чем разрушится металл.

Процесс коррозии металла в среднем происходит на 0.15 – 0.2 мм в год. Зависит это от внешних погодно-климатических условий, состава металла и качества его обработки. Положительным плюсом металлических столбов является надёжность и прочность. Асбестобетонные трубы не подвержены коррозии и не требуют дополнительного ухода за собой, но они хрупкие и не выдерживают грубых механических нагрузок.

Химические способы

Химические методики предполагают использование следующих групп препаратов:

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

Ортофосфорная кислота

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

Способ применения ортофосфорной кислоты описан ниже:

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

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

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

Преобразователи ржавчины

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

Ниже перечислены наиболее известные преобразователи ржавчины, предлагаемые на рынке:

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

Коррозия

Коррозия металла – это природное явление, которое невозможно полностью предотвратить, но можно существенно замедлить этот разрушающий процесс. Процесс окисления происходит с участием кислорода и водных растворов, содержащих кислоту, щёлочь или соль.

В природе железо в чистом виде не встречается, но содержится в железной руде. Человечество изобрело производство стали и придумало способы её сохранения. На заводах используют способы фосфатирования стали, путем ее погружения в различные растворы, а также обработку электрохимическим способом. Такое покрытие носит характер грунтования и требует последующей покраски. Сталь покрывают другими металлами. Из более дешевых – алюминием и цинком.

Существуют силикатные покрытия – это различного вида эмали. Эмаль хрупкая и для забора не совсем подходит. Цемент имеет примерно одинаковую температуру расширения со сталью и служит изолятором от агрессивной среды. Хорошей изоляцией служит полимерная плёнка, наносимая в несколько слоёв в заводских условиях.

Профилактические мероприятия

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

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

Обработка

Долговечность металла зависит от марки стали. Точнее, существует легированная сталь с разными присадками. Но для простого забора – это дорогое удовольствие. Обычно используют заводской металлопрокат, или делают столбы своими руками из того, что можно достать. Для временных заборов подойдут сваренные из кусков железа столбы или использованные ранее, но ещё крепкие трубы от водоснабжения.

Внутреннюю полость трубы очистить сложно, а снаружи удаляют ржавчину с помощью железной щётки, обрабатывают шлифмашинкой или болгаркой. Если нужно, обезжиривают и наносят грунтовку для металла, например, ГФ-021. После высыхания грунтовки, трубу красят в два слоя.

Чтобы покрасить металл, подойдёт самая распространённая масляная краска ПФ-115. Для ленивых существует краска три в одном. Она нейтрализует ржавчину, грунтует и создаёт защитную поверхность.

Но на практике без предварительной механической обработки лучше не обходиться, необходимо хотя бы зачистить металл наждачной бумагой.

Самым лучшим решением для выбора новых заборных столбов будет комбинированный вариант металла, покрытого цинком и полимерной плёнкой. Заводской металлопрокат производит покраску, соблюдая все технологии. Лучше всего приобрести уже готовые для монтажа столбы, так как это существенно сэкономит время и трудозатраты. Однако это вариант нельзя назвать финансово экономичным.

На практике чаще всего железные столбы самостоятельно грунтуют и красят масляной краской или битумным лаком

Сушествуют специальные баллончики спрей-краски, которыми удобно пользоваться при сварочных работах. Покрытие порошковой краской будет дороже и технически сложнее. Чем тоньше покровный слой, тем долговечнее защита. Поэтому делают несколько слоёв распылителем или тщательно втирают кистью, избегая воздушных пузырей, которые провоцируют окисную реакцию.

Грунт является более агрессивной средой, чем воздух. Поэтому находящаяся в земле часть металла изолируется бетоном или битумной мастикой. Рулонные изоляторы для этих целей не подходят. Окалина, возникающая при сварочных работах, стимулирует коррозию металла. Её нужно обязательно убрать болгаркой.

Химия на страже

Защита трубопроводов от коррозии по СНиП включает в себя множество различных комплексных мер, но я хочу привести некоторые конкретные методы, которые нам так благосклонно «дарит» великая наука, и которые мне удалось применить на практике:

Подарок №1: внешняя изоляция

Выше мы разобрались, что большинство бед происходят из-за химических реакций, протекающих в результате долговременного контакта металла с землёй. Следовательно, наиболее простой и верный шаг – это полностью исключить его. Тем более что в таком случае одновременно легко выполняется и защита труб от замерзания, то есть, «убиваем двух зайцев одним выстрелом».

Я опишу вам вариант, которым воспользовался сам, а также альтернативные способы изоляции прокладываемого трубопровода:

1. Нефтяной битум. Именно этот материал был взят мной за основу при реализации защиты металла от появления ржавчины в условиях подземной эксплуатации. Его цена колеблется в районе 18-22 рублей за один кг, что вполне благосклонно к семейному бюджету. Рабочий процесс:

• Первым делом я до блеска зачистил поверхность трубопровода стальной щёткой;

Рекомендую для этого воспользоваться «болгаркой» с соответствующей насадкой. Так задача будет выполнена гораздо быстрее и качественнее.

«Болгарка» с насадкой в виде стальной щётки

• Затем я развёл часть купленного битума с бензином для получения битумной грунтовки в следующих пропорциях:

Замешивание битумной грунтовки

• Тщательно обработал полученным раствором металлическую поверхность водопроводной магистрали;

Не рекомендую пренебрегать данным этапом, так как он в значительной степени увеличивает уровень адгезии железа с нефтяным веществом.

• Далее на огне приготовил битумную мастику с добавлением из измельчённого асбеста для усиления прочностных характеристик будущей изоляции. Цемент и каолин также подойдут для этой цели;

Приготовление битумной мастики своими руками

• Нанёс первый слой горячей смеси, после чего обмотал трубопровод гидроизолом. Я использовал модель с такими характеристиками:

Рулоны гидроизола на складе

• Потом ещё два раза повторил процедуру. Для вашего же региона может понадобиться меньше или, наоборот, больше слоёв битума с гидроизолом в зависимости от коррозийной активности грунта, на которую влияют его уровень влажности, химический состав, кислотность и структура;

Защита газовой трубы с помощью битумной гидроизоляции

1. Полиэтилен. Тут стоит отметить две абсолютно разные ситуации:

• Первая включает в себя собственноручное исполнение задуманного. Такой метод можно назвать наиболее простым в реализации, так как вам достаточно будет просто обмотать трубу в несколько слоёв полиэтиленовым полотном и зафиксировать его монтажным скотчем. Но сам по себе данный материал обладает низкими прочностными характеристиками, поэтому применять его для защиты длинных участков магистрали я бы поостерегся;
• Во второй же речь идёт уже о заводском нанесении усиленного экструдированного полиэтилена. То есть вы покупаете металлические трубы, имеющие специальный защитный слой. Конечно же, такие изделия будут стоить дороже, но от коррозии они дадут вполне эффективную протекцию;

Заводское нанесение экструдированного полиэтилена на стальную трубу

1. Пенополиуретан. Здесь также можно пойти двумя дорогами, но в любом случае стоит сразу отметить очень высокие теплоизоляционные качества готовой антикоррозийной защиты:

• Использовать специальные пенополиуретановые скорлупы. Они представляют собой две половинки цилиндра, которые надеваются с двух сторон на трубопровод и стыкуются друг с другом, создавая герметичное соединение;

Готовые оболочки для водопроводных и газопроводных магистралей

• Впрыскивание жидкого ППУ между телом трубы и предварительно установленной оболочкой из экструдированного полиэтилена или иного подходящего изоляционного материала. После застывания вещества швы полностью отсутствуют, что, конечно же, значительно улучшает качество изоляции, хотя сам процесс и более трудоёмок в своей реализации.

Графическое изображение трубопровода, гидроизоляция которого создана путём заливки жидкого пенополиуретана

Вышеизложенными вариантами внешняя изоляция не ограничивается, тут можно применить ещё множество влагостойких материалов, способных принять цилиндрическую форму. Поэтому в любом случае ориентируйтесь также по актуальным предложениям расположенного поблизости от вас специализированного магазина.

Подарок №2: внутренняя изоляция

Стальные трубы с внутренней песчано-цементной изоляцией

Как я уже выше отметил, транспортируемая по трубам жидкость может также провоцировать возникновение коррозийных процессов, и тут дела обстоят несколько сложнее. Дело в том, что без специального оборудования в домашних условиях качественную внутреннюю изоляцию совершить невозможно. Остаётся тогда лишь заказывать соответствующие услуги у специалистов или сразу покупать уже защищённые изделия.

Наиболее распространённым вариантом на сегодняшний день является нанесение цементно-песчаной смеси на внутренние стенки трубопровода с последующим её обжимом при помощи специального протаскиваемого прибора. В результате получается гладкое неподверженное коррозийным процессам покрытие.

Вид изнутри на защищённую трубу

Когда я заказывал данный вид услуг, то мне предложили следующие расценки:

Примечательно, что инструкция позволяет обработку, как новых металлических труб, так и старых.

Помимо цемента также может быть использован нефтяной битум. В этом случае изделия, обладающие большим сечением, окунают в жидкий раствор, а стыки затем обрабатываю вручную. А образцы с маленьким диаметром покрывают уже после осуществления сварочных работ, пропустив по ним смесь с полым медным цилиндром под воздействием постоянного электрического тока. За счёт воздействия электричества битумные частицы плотно пристают к железу, создавая тонкую надёжную плёнку.

Труба с внутренней битумной изоляцией

Подарок №3: активная изоляция

Сюда относятся электрические методы защиты, которые у меня вполне получалось реализовать самостоятельно. Вот их описание:

1. Катодная защита:

• Накладываем отрицательный потенциал на трубопровод, переводя его в катодную зону;
• Рядом с трубами закапываем железные трубы, куски рельс или иные изделия из чёрного металла, которые примут на себя роль анода;

Стальная рельса вполне подойдёт в качестве анода

• Источник с отрицательным постоянным током подключаем к трубопроводу;
• Источник с положительным постоянным током подключаем к рельсе или иному изделию, которое вы применили в качестве анода;
• Так образуется замкнутый контур электрического тока, который протекает от положительного полюса к анодному заземлению, растекается по грунту, попадает на трубу и затем к отрицательному полюсу;

Схема реализации катодной защиты магистрали водоснабжения

• Так как из рельсы ток выходит в образе положительных ионов металла, то постепенно разрушается именно она, а не труба. Вот вам и химия;

1. Протекторная защита. Реализуется гораздо проще, так как не нуждается в постороннем источнике электропитания. Именно данный вариант предпочитаю использовать я:

• Помещаем рядом с водопроводом стержень из металла, обладающего отрицательным химическим потенциалом, который превышает аналогичный показатель у стали. Это может быть изделие из цинка, магния или алюминия;
• Подсоединяем его к защищаемой конструкции с помощью кабеля;

Рекомендую также засыпать протектор специальной смесью солей, облегчающей процесс его коррозии и тем самым повышающей выполнение его защитных функций.

На схеме изображена протекторная защита трубопроводов

• Весь удар придётся на анод-протектор, исключая коррозию трубы;
• После того, как стержень из цинка или магния будет окончательно разрушен, его необходимо заменить;

1. Дренаж. С помощью него осуществляется защита трубопроводов от блуждающих токов:

• Соединяем кабелем трубу с ближайшим электрифицированным источником, по которому попавшие на неё токи возвращаются обратно;
• Ионы металла перестают уходить в почву, за счёт чего останавливаются коррозийные процессы.

Таким образом, все активные методы защиты сводятся к тому, чтобы исключить потерю ионов металла за счёт «жертвы» или избавления от блуждающих токов.

Рекомендую использовать комплексный подход к гидроизоляции вашего трубопровода. То есть, сочетать внешнюю, внутреннюю и активную защиту. Это даст наиболее эффективный результат, позволив продлить эксплуатационный срок магистрали на десятки лет.

Влияние грунта и установка

Выбор металлических столбов также зависит от способа установки, а он, в свою очередь, зависит от состояния грунта. Для лёгкого забора достаточно просто вбить столб в землю, если она плотная (серозём, глина, песок). В работе участвуют два человека – один вбивает, а другой держит столб, сверяя его по уровню в двух вертикальных плоскостях.

Чтобы не повредить верх столба ударами, на него надевают какую-нибудь самодельную железную крышку.

Самая опасная, износостойкая область у столба – это выход его из земли. Здесь встречаются две среды с разной температурой и механической нагрузкой. По этой причине возникают микротрещины, способствующие разрушению конструкции. Качеству изоляции этого места нужно уделить больше внимания:

1. При пучении грунта применяют метод бутования. В выбуренную ямку с помощью ручного бура насыпают небольшую песочную подушку и трамбуют её. Вставляют столб строго вертикально и небольшими порциями заполняют ямку щебнем с песком. Каждую порцию утрамбовывают, поливая водой. Последние 20 см столба заливают бетоном.
2. Есть и более стационарный способ ямочного бетонирования. Столбики должны иметь приваренную пятку, или в нижней части вырезается сквозной проём 15-20 см по длине, в который заливается бетон. Нужно это для лучшей фиксации столба.
3. В пучинистом грунте можно залить пятку столба бетоном на 30-40 см, а оставшееся расстояние до поверхности перекрыть пластиковой трубой, используемой для проводки канализации. Пластиковую трубу большого диаметра надевают на металлическую, оставляя над поверхностью земли 5-10 см. Полость между трубами заливают цементом, а с наружной стороны засыпают, трамбуя выкопанную землю.
4. Если грунтовые воды расположены близко к поверхности, или земля заболоченная, не обойтись без ленточного фундамента для забора.

Длина столбов, уходящая в землю, должна быть не менее одной трети общей длины столба. Глубина бетонирования выбирается на глубину промерзания почвы.

Из видео ниже вы узнаете о том, как правильно установить заборный столб.