Мгновенная ржавчина — это мгновенное окисление поверхности, которое влияет на адгезию покрытий и сокращает срок службы металла.

Автор Mayuly Rodríguez, 25 марта 2025 г.

Введение

Понимание основных причин образования мгновенной ржавчины и реализация эффективных стратегий предотвращения ее появления имеют решающее значение для обработки и эффективности отделки металла, особенно в отрасли защиты от коррозии. В этой статье обсуждаются механизмы образования мгновенной ржавчины, факторы, способствующие ее возникновению, и основные стратегии ее предотвращения.

Что такое мгновенная ржавчина?

Мгновенная ржавчина — это поверхностный коррозионный процесс, который быстро происходит на металлических подложках, подвергающихся воздействию влаги, вызывая немедленную реакцию с кислородом и ухудшая качество обработки и отделки металла. В отличие от общей коррозии, это явление проявляется в виде красноватого или оранжевого слоя ржавчины на поверхности, который может появиться в течение нескольких минут или часов.

Хотя это поверхностное явление, его присутствие вызывает проблемы, поскольку оно существенно влияет на взаимодействие между металлической подложкой и нанесенными защитными системами. Этот поверхностный оксидный слой изменяет поверхностную энергию металла и создает физический барьер, который препятствует правильному смачиванию и механическому закреплению красок, защитных покрытий и других отделочных материалов.

В результате этого снижается прочность и эффективность защиты металла, подвергая промышленные активы преждевременной коррозии и несоответствию их эксплуатационным характеристикам в будущем.

Как образуется мгновенная ржавчина?

Ее образование представляет собой электрохимический процесс, который происходит, когда металлическая поверхность, обработанная очисткой или резкой, подвергается воздействию воздуха, вступая в контакт с влагой и кислородом, что приводит к мгновенному окислению, продукты которого в основном состоят из гидроксида железа. В этих условиях образуются микроячейки коррозии, где одновременно развиваются анодные и катодные реакции.

В анодных областях металлическое железо (Fe) окисляется, выделяя ионы железа (Fe²⁺) в поверхностную воду:

Анодная реакция (окисление железа): Fe → Fe2+ + 2e– Эти растворенные ионы Fe²⁺ мигрируют в катодные области, где они реагируют с кислородом, растворенным в воде, и электронами, образующимися в анодной реакции, образуя гидроксид-ионы (OH-).

Катодная реакция (восстановление кислорода): O2 + 2H2O + 4e- → 4OH– Далее ионы Fe²⁺ реагируют с гидроксид-ионами (OH-) с образованием гидроксида железа [Fe(OH)₂], который нестабилен и в присутствии кислорода и воды далее окисляется с образованием гидроксида железа [Fe(OH)₃], основного компонента оксида.

Образование поверхностной ржавчины: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (желтый, ярко-оранжевый или красновато-коричневый — характерные цвета мгновенной ржавчины). Этот процесс происходит быстро из-за высокой реакционной способности свежеочищенной поверхности металла, а также наличия тонкого слоя воды, который облегчает перенос ионов и электрохимические реакции.

Факторы, способствующие образованию ржавчины

Среди наиболее важных факторов, ускоряющих процесс ржавчины, следующие:
Относительная влажность: для предотвращения ржавчины важно ее контролировать. Влажная среда усиливает и ускоряет электрохимические процессы, способствуя образованию поверхностных оксидов.

Температура: высокие температуры ускоряют химические реакции, увеличивая скорость образования оксидов.

Загрязнения в подложке: растворимые соли, такие как хлориды и сульфаты, действуют как электролиты, усиливая коррозию. Эти загрязнители могут оставаться после ненадлежащих процессов очистки.

Качество воды, используемой для очистки: если она содержит едкие ионы, она ускоряет окисление.

Обработка поверхности металла: шероховатые или пористые поверхности удерживают больше влаги и загрязняющих веществ.

Тип стали: углеродистые стали более восприимчивы к ржавчине по сравнению с нержавеющими или легированными сталями.

Стратегии предотвращения мгновенной ржавчины

Чтобы поддерживать металлические поверхности в оптимальном состоянии, необходимо применять меры по ее предотвращению, уделяя особое внимание деталям из железа, чугуна или углеродистой стали. Чем чувствительнее металл, тем больше окислительных явлений будет происходить.

Регулирование влажности окружающей среды: путем устранения влажности контролируется процесс коррозии, что устраняет основной элемент развития ржавчины.

Быстрая сушка: использование сухого сжатого воздуха или контролируемого тепла после влажной очистки.

Регулировка очистки поверхности: Изменение методов очистки путем использования деионизированной воды для предотвращения накопления растворимых солей или сокращения времени воздействия позволяет избежать ржавчины.

Нанесение ингибитора коррозии: во время очистки поверхности рекомендуется применять добавки и химические барьерные составы.

Использование грунтовок с ингибиторами коррозии: высококачественная грунтовка и ингибитор коррозии могут предотвратить воздействие влаги и кислорода на голый металл.

Быстрое нанесение защитных покрытий: как только поверхность металла станет чистой и сухой, следует немедленно нанести первичное защитное покрытие, чтобы изолировать металл от агрессивной среды.

Уход за открытой поверхностью: избегайте загрязнения чистой поверхности солями, пылью или отпечатками пальцев, поскольку они являются отправными точками для окисления.

Специальная защита в зонах резки: зоны, где сталь была разрезана механическим или термическим способом, особенно восприимчивы и уязвимы. Эти зоны требуют немедленной очистки и нанесения ингибиторов ржавчины, чтобы предотвратить быстрое появление мгновенной ржавчины из-за воздействия на основной металл без базового защитного покрытия

Ингибиторы ржавчины и их роль в предотвращении мгновенной ржавчины

Ингибиторы ржавчины — это химические соединения, которые добавляются в чистящую воду или наносятся непосредственно на металлические поверхности для замедления ржавления. Их использование необходимо, и они действуют посредством нескольких механизмов:

Формирование защитного барьера: эти соединения создают тонкую пленку на поверхности металла, предотвращая прямой контакт с влагой и кислородом, основными факторами коррозии.

Пассивация поверхности металла: ингибиторы образуют пассивный слой, который снижает его реакционную способность, препятствуя возникновению коррозионных процессов.

Секвестрация коррозионных ионов: некоторые ингибиторы нейтрализуют или иммобилизуют коррозионные ионы, присутствующие в окружающей среде или в очищающей воде, предотвращая их взаимодействие с основным металлом.

Ингибирование электрохимической реакции: эти соединения вмешиваются в анодные или катодные реакции, которые способствуют коррозии, замедляя процесс.

Выбор подходящего ингибитора зависит от таких факторов, как тип металла, условия окружающей среды и совместимость с последующими покрытиями.

Растворы ингибиторов ржавчины

Cortec Corporation, компания зеленой химии, известная своими возможностями в области НИОКР и сосредоточенная на создании инновационных решений для защиты от коррозии, разработала VpCI®-377, концентрированный ингибитор ржавчины на водной основе. Эта добавка соответствует строгим требованиям по защите от загрязнения и предлагает широкий диапазон разбавлений водой (0,5–20 %), что позволяет настраивать продолжительность защиты и стоимость нанесения на единицу площади.

VpCI®-377 растворяется в воде и наносится на металлические поверхности путем распыления или погружения. Его не обязательно удалять, но его можно удалить обычными щелочными очистителями; он особенно эффективен для предотвращения появления ржавчины, поскольку ржавчина появляется спустя долгое время после очистки водой; поскольку он образует защитный барьер, который изолирует металл от воды и воздуха и защищает поверхность, так что она не ржавеет так быстро.

Обработка поверхности после возникновения коррозии

Если мгновенная ржавчина уже образовалась, перед нанесением покрытия рекомендуется выполнить следующие действия:,Механическая или абразивная очистка для удаления поверхностной ржавчины.

Использование химических средств для удаления ржавчины, предназначенных для растворения ржавчины без повреждения металла.

Нанесение грунтовок, преобразующих ржавчину, которые преобразуют продукты коррозии обеспечивают хорошее сцепление с покрытиями.

Заключение

Вспышка ржавчины является повторяющейся проблемой в металлообрабатывающей и отделочной промышленности, влияющей на качество и долговечность защитных покрытий. Внедрение адекватных стратегий предотвращения ржавчины, таких как контроль влажности, нанесение ингибиторов ржавчины и высокоэффективных защитных покрытий, необходимо для предотвращения преждевременных металлического оборудования.

Обладая этими знаниями, специалисты могут оптимизировать процессы защиты от коррозии и обеспечить более длительный срок службы металлических материалов в различных промышленных применениях.

https://www.corrosionpedia.com/definition/519/flash-corrosion