Методы и средства защиты от коррозии | 2017 ИФХЭ РАН

Разработка электрохимических методик, приборного и программного обеспечения для определения коррозионно-защитных свойств металлов, сплавов и покрытий в лабораторных и производственных условиях

26 февраля, 2011

Н.Г. Ануфриев, С.В. Олейник

Лаборатория высокотемпературных коррозионных испытаний в водных средах

Для успешного применения противокоррозионных технологий требуются надежные, быстрые методы контроля скоростей и других параметров коррозии металлов, сплавов, покрытий, конструкционных материалов. Электрохимические методы ( метод поляризационного сопротивления, амперометрия, потенциометрия и др.) позволяют оценивать коррозионные процессы в режиме реального времени, создавать портативное оборудование, обеспечивать автоматизацию измерений. Использование известных зарубежных и отечественных приборов ограничивается отсутствием ряда важных функций, невысокой чувствительностью, высокой стоимостью.

Показана высокая эффективность применения комплекса электрохимических методов при исследовании кинетики процессов коррозии, обработки поверхности металлов в водных средах, получении конверсионных покрытий, определении степени защиты ингибиторов коррозии, эффективности металлических и иных покрытий, конструкционных материалов практически в любых водных и водно-органических средах, в условиях ускоренных климатических коррозионных испытаний.

По разнообразию задаваемых параметров измерений, использованных методик,  чувствительности разработанный прибор не имеет аналогов среди отечественных и импортных приборов аналогичного класса. Его отличием являются возможности практически одновременного определения основных коррозионных характеристик – показателей равномерной и питтинговой коррозии, контактной коррозии, потенциалов коррозии, осуществления методик хронопотенциометрии и хроноамперометрии.

Изготовлен и испытан опытный образец автоматического портативного коррозиметра «Эксперт-004», разработаны количественные методики его применения в лабораторных, производственных и натурных условиях для решения широкого круга задач в областях коррозии, гальванотехники, обработки поверхности металлов, коррозионного мониторинга промышленных объектов.

Результаты работы могут быть использованы в научных исследованиях в областях защиты металлов от коррозии и гальваностегии, в микроэлектронике, нанотехнологиях, в процессах обработки поверхности,  машиностроении, гальванотехнике.

Предполагается проведение работы по правовой защите методик измерений и подача заявки на полезную модель.

Соисполнитель: ООО «Эконикс-Эксперт» (г. Москва).


Информационная система «Атмосферная коррозия»

26 февраля, 2011

А.А. Михайлов, Ю.М. Панченко, Т.И. Игонин, Ю.И. Кузнецов, А.И. Маршаков, Л.Г. Березина, Л.Б. Маркина, В.В. Ковтанюк, Т.А. Андрющенко, М.Н. Сулоева

Лаборатория  коррозии металлов в природных условиях

Ущерб от атмосферной коррозии огромен.  В промышленно развитых странах по данным Европейской Федерации  коррозии (European Federation of Corrosion) годовой ущерб от коррозии составляет 4.2–4.5 % от валового национального продукта. На долю атмосферной коррозии приходится 70 % ущерба от всех видов коррозии. В последние годы участились случаи отказов в работе сложных технических систем, аварий и катастроф, в том числе вследствие атмосферной коррозии. Проблема прогнозирования коррозионной стойкости металлических материалов на длительные периоды времени (до 25–30 лет) не может быть решена с помощью ускоренных испытаний.

Разрабатываемая информационная система  включает три направления:

  • создание баз экспериментальных данных по атмосферной коррозии конструкционных металлов, сплавов и металлических покрытий, материалов эектрорадиоизделий и электрических контактов в разных географических регионах планеты;
  • разработка моделей атмосферной коррозии и конкретных функций доза–ответ, связывающих коррозию материалов с параметрами окружающей среды;
  • разработка комплекта карт коррозивности и долговременных коррозионных  потерь металлов и сплавов на территории Российской Федерации.

Аналогов разработки в России нет. В промышленно-развитых странах Европы (Швеция, Германия, Великобритания, Испания, Норвегия, Франция и др.) аналогичные работы ведутся в рамках Европейской экономической комиссии ООН и считаются приоритетными. Уровень разработок в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН в части создания баз данных и разработки моделей атмосферной коррозии соответствует уровню европейских разработок. В части картографирования, ввиду огромной территории нашей страны, работа еще продолжается (картографирована европейская территория России в масштабе 150 х 150 км, что позволяет выделить регионы с высокими скоростями коррозии металлов и сплавов).

Элементы разрабатываемой информационной системы (базы экспериментальных  данных, функции доза–ответ и  карты коррозивности и долговременных (до 25–30 лет) коррозионных потерь  материалов)  могут быть эффективно использованы при оценке  сроков службы или гарантийных сроков хранения сложных технических систем, при выборе мест длительного хранения сложных технических систем, при разработке методов и средств их защиты от атмосферной коррозии. Степень готовности к реализации 60 %.


Технология мониторинга коррозионного состояния стальных подземных сооружений

26 февраля, 2011

А.И. Маршаков, В.Э. Игнатенко, М.А. Петрунин, Л.Б. Максаева, Т.А. Ненашева, А.А. Рыбкина, А.А. Рыбкин, Т.А. Юрасова, В.А. Санько, А.В. Гордеев, Е.Н. Одинцов

Лаборатория коррозии металлов в природных условиях

Коррозионный мониторинг позволяет предотвратить аварии, обеспечить безопасность персонала и окружающей среды, уменьшить финансовые затраты, связанные с ремонтом оборудования и его противокоррозионной защитой. Вместе с тем, проблему мониторинга коррозионного состояния внешней стороны подземных сооружений, таких как трубопроводы, резервуары, хранилища и других объектов, нельзя считать решенной. Контроль коррозионной защищенности подземных сооружений осуществляется, как правило, только по величине электродного потенциала. При этом хорошо известны трудности исключения омической составляющей измеряемого потенциала реальных сооружений, особенно расположенных в зонах блуждающих токов. Кроме того, в многокомпонентных коррозионных средах, таких как естественные грунты, величина электродного потенциала не является однозначным критерием даже скорости равномерной коррозии металла, тем более локальных видов коррозии.

Теоретической базой для создания общих принципов коррозионного мониторинга подземных сооружений являются многолетние исследования кинетики и механизма растворения и наводороживания сталей в многокомпонентных электролитах. В результате этих исследований  были созданы методы контроля скорости разных типов коррозии стали и/или сопутствующих коррозии изменений свойств металла. Разработана методология диагностики коррозии протяженных подземных конструкций. Опытно-промышленная апробация резистометрических датчиков коррозии подтвердила их работоспособность и полезность для практического применения в эксплуатационных службах защиты от коррозии подземных трубопроводов. Определена область промышленного применения рекомендуемого метода контроля эффективности электрохимической защиты магистральных газопроводов

Предлагаемая разработка отличается от отечественных и зарубежных аналогов комплексным подходом к решению проблемы коррозионного мониторинга стальных подземных сооружений,  так как включает методы и сенсорные устройства для контроля различных видов почвенной коррозии (равномерной, язвенной, питтинговой, водородного охрупчивания, коррозионного растрескивания под напряжением), а также для определения коррозионной опасности участка подземного трубопровода и эффективности его электрохимической защиты.

Технология мониторинга коррозионного состояния стальных подземных сооружений найдет применение на предприятиях газовой и нефтедобывающей отраслей. Возможно также применение технологии в строительной индустрии и городском коммунальном хозяйстве. Особенностью реализации результатов работы является доработка технологии применительно к конкретному объекту.

Конструкции всех разрабатываемых в рамках технологии сенсорных устройств могут быть оформлены как “полезная модель”.

Соисполнитель: ООО «ВНИИГАЗ».


Мигрирующие ингибиторы коррозии стальной арматуры в бетоне технологической серии «ИФХАН»

26 февраля, 2011

Н.Н. Андреев, И.А. Гедвилло, А.С. Жмакина, Ю.И. Кузнецов, Н.К. Розенталь, Е.В. Старовойтова, Г.Ф. Степанова

Лаборатория физико-химических основ ингибирования коррозии
Лаборатория окисления и пассивации металлов и сплавов

Прочность и долговечность железобетонных конструкций часто определяются коррозионным состоянием арматуры. Из-за щелочности поровой жидкости сталь в бетоне в отсутствии хлоридов пассивна. Однако проникновение хлоридов к металлу «извне» и их добавки в при затворении бетона создают опасность депассивации и коррозии арматуры. Задача предотвращения этих нежелательных явлений может быть решена использованием ингибиторов.

Обычно ингибиторы добавляются в бетон при его затворении. Однако последние годы интенсивно развиваются технологии защиты, связанные с мигрирующими ингибиторами коррозии (МИК), способными впитываться в бетонный камень и, достигая стальной арматуры, тормозить ее разрушение. Мигрирующие ингибиторы коррозии либо наносятся на поверхность железобетонного изделия, либо добавляются в используемый при ремонтных работах бетон. Их применение, обеспечивающее ингибиторную защиту конструкций уже находящихся в эксплуатации и подверженных коррозии, перспективно с экономической точки зрения. Тем не менее, приходится признать, что представленные на рынке препараты дороги и малоэффективны.

Мигрирующие ингибиторы коррозии серии  ИФХАН:

  • просты в применении;
  • экономичны;
  • предотвращают развитие имеющихся на металле очагов коррозии и появление новых;
  • не меняют внешнего вида бетона;
  • продлевают долговечность железобетонных конструкций в 10 и более раз;
  • защищают металл в бетонах с высоким содержанием хлоридов.

Мигрирующие ингибиторы коррозии ИФХАН превосходят по функциональным и технологическим свойствам мировые аналоги.

Мигрирующие ингибиторы коррозии ИФХАН могут быть использованы в строительстве при проведении ремонтно-восстановительных работ.

По результатам  научно-исследовательской работы подана заявка на получение патента РФ на  мигрирующий ингибитор коррозии ИФХАН-118.

Соисполнитель: ФГУП «НИЦ Строительства» Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А.  Гвоздева (НИИЖБ им. А.А. Гвоздева).


Метод определения безопасных концентраций хлорида при питтинговой коррозии сталей в нитратах

26 февраля, 2011

В.П. Разыграев, М.В. Лебедева

Лаборатория защиты металлов и сплавов в сильноагрессивных средах

В большом числе технологических сред одновременно присутствуют ионы хлора, провоцирующие развитие локальной питтинговой коррозии. Единственным способом обеспечения надежной работы оборудования в таких условиях является полное исключение самой возможности зарождения питтинга за счет введения посторонних ионов, играющих роль ингибитора. Но до настоящего времени отсутствуют методы определения критических соотношений компонентов, гарантирующие длительную работу промышленного оборудования.

Были проанализированы особенности развития питтинговой коррозии в нитратно–хлоридных средах и установлены недостатки известных электрохимических методик при определении безопасных соотношений компонентов в таких условиях. С целью выбора гарантированно безопасных условий работы оборудования из нержавеющих сталей и сплавов разработана принципиально новая методика определения этих параметров, основанная на индуцировании интенсивно функционирующего питтинга в заведомо агрессивных составах и последующего его подавления путем непрерывного разбавления раствора или постепенного введения ингибитора. Предложены два экспериментальных подхода для реализации методики – непрерывного и периодического разбавления, а так же уравнения для определения мгновенных концентраций компонентов среды в зависимости от объема пропущенного через ячейку раствора. Определены безопасные соотношения компонентов для стали 12Х18Н10Т при концентрациях ионов хлора в диапазоне 0.02–2.0 моль/л и номограммы смешения исходных хлоридных сред с растворами ингибиторов различных концентраций.

Методики подбора соотношений ионов активаторов и ингибиторов, гарантирующие полное подавление питтинговой коррозии нержавеющих сталей и сплавов, в настоящее время не известны.

Полученные результаты могут быть использованы для корректировки составов сред подлежащих хранению в емкостях хранилищах жидких радиоактивных отходов АЭС.


Ингибирование титана ВТ1-0 в растворах минеральных кислот при катодной поляризации

26 февраля, 2011

В.А. Головин, В.Б. Лукин,  В.И. Казарин

Лаборатория защиты металлов и сплавов  в сильноагрессивных средах

В кислых растворах с добавками фторидов, которые широко используются при травлении металлов, коррозионная стойкость титана резко снижается. Этому способствует также повышение температуры растворов. Уменьшить растворение титана оказалось возможным с помощью введения в химически агрессивные растворы фосфорсодержащих комплексонов. Более того, при изменении концентрации фторида и комплексона в разбавленных кислых растворах может быть реализовано растворение титана как в активном, так и в пассивном состояниях.

Определены оптимальные виды и концентрации комплексонов в широкой области температур и концентраций азотнокислых  и сернокислых растворов с фторидами.

Анализ отечественных и зарубежных научных публикаций показывает, что подобные исследования ранее не проводились.

Разработка может быть использована при дезактивации оборудования, выполненного из титана.

Эффективность дезактивации титана можно регулировать изменением состава  раствора активатора процесса коррозии (фторида)  и ингибитора (комплексона).


Разработка способов микрокапсулирования высокоэффективных ингибиторов коррозии и их использование в полимерных противокоррозионных защитных покрытиях

26 февраля, 2011

В.А. Головин, А.Б. Ильин, В.Т. Кузнец, А.Р. Вартапетян

Лаборатория  защиты металлов и сплавов в сильноагрессивных средах

Разработаны и постоянно разрабатываются новые высокоэффективные ингибиторы коррозии. Однако традиционное применение таких ингибиторов, основанное на введении в технологическую среду,  требует их большого расхода и в случае высокой стоимости ингибиторов  делает их использование экономически неэффективным. Резкое снижение расхода ингибитора коррозии достигнуто за счет нанесения его непосредственно на поверхность металла, причем в составе  полимерного покрытия. Однако  простое введение высокоэффективных ингибиторов коррозии в грунтовки и краски не дает эффекта из-за дезактивации ингибиторов компонентами лакокрасочных материалов. В данной работе  эта проблема решена путем разработки способов микрокапсулирования ингибиторов, что позволяет  исключить их разрушение и обеспечить  длительную высоэффективную защиту. Дополнительным преимуществом является  исключение загрязнения окружающей среды.

Разработка выполнена на конкурентном  уровне и по некоторым свойствам микрокапсул превосходит известные разработки.

В настоящее время разрабатывается пилотная установка для производства микрокапсулированных ингибиторов с производительностью до 20 т/год, что позволит организовать выпуск  до 2 тыс. т. высокоэффективных лакокрасочных материалов.

Результаты научно-исследовательской работы защищены  патентом РФ № 2358036 (2007 г.).

Соисполнитель: НПО «РОКОР» (г. Москва).


Нейтральный преобразователь ржавчины на основе таннина

26 февраля, 2011

Ю.И. Кузнецов, Д.Б. Вершок, Р.В. Игошин

Лаборатория физико-химических основ ингибирования коррозии металлов

Модификаторы или преобразователи ржавчины (ПР) применяются для  стабилизации и преобразования ржавой поверхности перед нанесением краски или бетонированием. Преобразователи ржавчины могут быть как кислыми, так и нейтральными. Основным недостатком кислых преобразователей ржавчины является необходимость промывки поверхности водой для удаления избытка кислоты с поверхности изделия, так как в противном случае может развиться подпленочная коррозия. Кроме того, при использовании кислых фосфатов ухудшаются адгезия и защитные свойства бетона по отношению к стальной арматуре. В связи с этим на основе таннина был разработан преобразователь ржавчины, работающий в диапазоне рН 5.0–6.0. Он  может модифицировать ржавчину толщиной до 150 мкм при двух-трехслойном нанесении. Однако получаемое при этом конверсионное покрытие  может использоваться  только как грунт перед нанесением лакокрасочного покрытия или перед бетонированием. На практике не всегда возможно нанесение вторичного покрытия сразу после проведения процесса преобразования. Для улучшения ситуации был разработан ингибированный преобразователь ржавчины, позволяющий защитить модифицированную поверхность от коррозии в очень жестких условиях при 100%-ной  влажности с периодической конденсацией влаги  в течение 14 суток.

Атмосферные испытания в тропиках Вьетнама позволяет сделать вывод о возможности использования ингибированного танинного преобразователя ржавчины в качестве праймера перед нанесением лакокрасочного покрытия. Ржавая сталь, модифицированная преобразователем ржавчины и окрашенная различными лакокрасочными материалами не корродирует  в течение 1 года (испытания продолжаются).

Ингибированный преобразователь ржавчины на основе таннина позволяет обеспечить временную защиту прокорродировавшей поверхности на срок от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от атмосферных условий даже без последующей обработки.

Ингибированный преобразователь ржавчины на основе таннина  не имеет мировых аналогов.

Использование нейтрального преобразователя ржавчины на основе таннина  позволяет отказаться  от кислых и увеличить срок службы защищаемых материалов. За счет ингибиторной защиты модифицированной ржавчины возможно облегчение условий выполнения технологических регламентов по бетонированию или окраске.

Ингибированный преобразователь ржавчины на основе таннина показал высокие результаты при временной защите топливных цистерн в межремонтный период.

По результатам научно-исследовательской работы оформляется заявка на получение патента  Российской Федерации.


Изучение возможности улучшения защитных свойств магнетитных покрытий на низкоуглеродистой стали и технологии их получения с помощью ускорителей роста покрытий и ингибиторов коррозии

26 февраля, 2011

Ю.И. Кузнецов, Д.Б. Вершок, Д.С. Булгаков

Лаборатория физико-химических основ ингибирования коррозии металлов

По сравнению с известным методом щелочного воронения, который характеризуется высоким энергопотреблением, большой химической агрессивностью рабочего раствора и температурой 135–160 °С, оксидирование стали в неконцентрированных нитратных растворах при температурах ниже 100 °С позволяет получать магнетитные покрытия с лучшими антикоррозионными свойствами. При этом применение ускорителей роста этих покрытий позволяет значительно увеличивать толщину покрытия и/или сокращать время обработки без уменьшения защитных свойств. Использование ингибиторов коррозии также улучшает антикоррозионные свойства магнетитного покрытия, хотя при этом часто уменьшается его толщина. В связи с этим разработан оксидирующий состав, содержащий как ускорители роста магнетитных покрытий, так и ингибиторов коррозии, что позволило не только повысить защиту низкоуглеродистой стали от атмосферной коррозии, но и уменьшить температуру рабочего раствора до 70 °С.

Атмосферные испытания в условиях тропического климата (Вьетнам) позволяет сделать вывод о возможности использования технологии нитратного оксидирования для первичной обработки поверхности перед нанесением лакокрасочных покрытий. Прооксидированная и окрашенная сталь не корродирует  в течение 2 лет (испытания продолжаются).

За рубежом в последние годы получило распространение чернение покрытий. Процесс идет в растворах селеновой кислоты, относящейся ко 2-му классу опасности, в то время как оксидирование в нитратных растворах является экологически чистым производством. Получаемые при этом покрытия обладают хорошими защитными свойствами в условиях атмосферной коррозии, как при самостоятельном применении, так и в качестве праймера при обработке лакокрасочных покрытий.

Оксидирование стали в нитратных растворах, позволяет отказаться от экологически вредной и энергозатратной технологии щелочного воронения. Оксидирование может применяться при антикоррозионной защите стальных изделий с прецизионными поверхностями, поскольку эта технология практически не меняет физических размеров деталей.

В настоящее время идет подготовка к апробации технологии на машиностроительных предприятиях.

По результатам научно-исследовательской работы оформляется  заявка на получение патента Российской федерации на технологию нитратного оксидирования.


Ультратонкие пассивирующие слои для защиты металлов от атмосферной коррозии

26 февраля, 2011

Ю.И. Кузнецов, А.А. Чиркунов, А.С. Горбачев

Лаборатория физико-химических основ ингибирования коррозии металлов

Большинство металлов и сплавов, используемых в промышленности, термодинамически неустойчивы и подвергаются коррозии в атмосферных условиях, что приводит к значительным материальным потерям. Эффективным способом повышения коррозионной стойкости металлов является нанесение на их поверхность ингибиторов коррозии, способных перевести металл в устойчивое пассивное состояние. Явление адсорбционной (безоксидной) пассивации железа, впервые наблюдавшееся в нашем Институте, показало возможность обеспечения эффективной защиты металлов тончайшими адсорбционными слоями органических соединений и позволило отказаться от применения высокотоксичных хроматов и нитритов или экологически небезопасных масляных составов. Снижение эффективной концентрации ингибиторов коррозии в пассивирующих составах достигается за счет взаимного усиления защитного действия компонентов.

К таким композициям относятся водорастворимые, пассивирующие составы типа ИФХАН-39, разработанные специально для защиты от атмосферной коррозии черных и цветных металлов как с покрытиями (оксидными, фосфатными), так и без них. Эти композиции экологически безопасны (4 класс), не содержат хроматов, нитритов и минеральных масел. Модификации ИФХАН-39А, ИФХАН-39АЛГ и ИФХАН-39КМЗ образуют на поверхности невидимые наноразмерные слои, которые, тем не менее, способны длительное время предотвращать коррозию металла. Составы ИФХАН-39АМ и ИФХАН-39В обладают бóльшей гидрофобизирующей способностью и формируют на поверхности устойчивые, трудно смываемые пленки толщиной порядка 1 мкм. Такие покрытия обеспечивают более длительную защиту в том случае, если металлические изделия подвергаются действию атмосферных осадков. Варьируя технологический режим нанесения можно получать как более тонкие, так и более толстые покрытия.

Сравнительные испытания металлов проводили в лабораторных условиях (при периодической конденсации влаги) и в городской атмосфере. Они показали, что обработка металлов в составах ИФХАН-39 не только не уступает по защитной способности хроматной или нитритной пассивации, а также защите ингибированными маслами, но и оказывается часто существенно эффективней их.

Пассивирующие составы серии ИФХАН могут быть использованы для замены промасливания деталей, а также исключить применение крайне токсичных хроматов и нитритов. Составы ИФХАН-39 прошли успешные опытно-промышленные испытания при межоперационной защите различных изделий и деталей на некоторых металлообрабатывающих предприятиях РФ. Экологическая безопасность новых составов подтверждена соответствующим санитарно-гигиеническим сертификатом.

По результатам научно-исследовательской работы оформляется заявка на получение патента Российской Федерации.


Летучие ингибиторы коррозии технологической серии ИФХАН

26 февраля, 2011

Ю.И.  Кузнецов, Н.Н. Андреев, О.А. Гончарова, А.В. Агафонкин

Лаборатория физико-химических основ ингибирования коррозии
Лаборатория окисления и пассивации металлов и сплавов

Эффективный путь защиты металлов от атмосферной коррозии − применение ингибиторов. Один из перспективных их классов – летучие ингибиторы коррозии (ЛИК). Их применение оправдано при хотя бы частичной изоляции защищаемого пространства. Испаряясь, летучие ингибиторы коррозии в виде паров достигают металла и, адсорбируясь на нем, надежно защищают изделия. При этом они проникают через слои продуктов коррозии, в щели и зазоры, недоступные контактным ингибиторам. ЛИК широко применяются в промышленности развитых стран. В СССР их использовали во многих отраслях хозяйства. Однако позднее производство летучих ингибиторов коррозии было резко сокращено. Восстановление его в прежнем ассортименте и объеме невозможно из-за разрушения инфраструктуры химической промышленности и нецелесообразно – большая часть тех летучих ингибиторов коррозии не отвечают современным экологическим требованиям. Образовавшийся вакуум таких ингибиторов и материалов на их основе заполняется импортной продукцией – дорогой и не всегда качественной. В связи с этим задача разработки современных летучих ингибиторов коррозии на базе отечественного сырья стояла весьма остро. Ее решением явились летучие ингибиторы коррозии серии ИФХАН,  которые:

−   эффективно защищают черные и цветные металлы, неблагоприятные контактные пары в любых климатических условиях;

−   предотвращают развитие имеющихся на металле очагов коррозии;

−   снижают трудозатраты на консервацию оборудования;

−   не содержат токсичных веществ;

−   обладают высоким радиусом защиты;

−   хорошо сочетаются с другими средствами антикоррозионной защиты металлов и любыми типами барьерных и упаковочных материалов;

−   не уступают по функциональным и технологическим свойствам лучшим мировым аналогам.

Летучие ингибиторы коррозии ИФХАН могут быть использованы в различных металлоемких отраслях промышленности. Их практическое применение согласовано с органами Санэпиднадзора и регламентируется ГОСТ 9.014-78 «Временная противокоррозионная защита изделий».

По результатам научно-исследовательской работы  подана заявка на получение патента Российской Федерации на летучие ингибиторы коррозии ИФХАН-118.


Изучение влияния ингибиторов на кинетику сопряженных процессов растворения металла при формировании модифицированных оксидных пленок на алюминиевых сплавах, а также на защитные свойства конверсионных покрытий в средах различной агрессивности

26 февраля, 2011

Ю.И. Кузнецов, Н.Н. Андреев, С.В. Олейник

Лаборатория высокотемпературных коррозионных испытаний в водных средах
Лаборатория физико-химических основ ингибирования коррозии металлов
Лаборатория окисления и пассивации металлов и сплавов

В связи с экологической опасностью хроматов их использование для получения защитных конверсионных покрытий на алюминии и его сплавах в последнее время ограничено, несмотря на то, что «хроматный» способ позволяет получить конверсионные покрытия  не только с хорошими декоративными, но и противокоррозионными свойствами. Известны попытки заменить хромат на молибдат в кислых конвертирующих составах, содержащих активаторы. Возможность же создания таких конвертирующих щелочных составов на основе молибдатов практически не изучалась.

Исследованы особенности формирования защитных конверсионных покрытий на алюминиевых сплавах системы Al–Mg в щелочных молибдатсодержащих растворах. Установлено, что введение дополнительных окислителей и ингибиторов коррозии в конвертирующие составы изменяет не только кинетику формирования покрытий, но и их состав и структуру. На базе модифицированных молибдатных растворов созданы конвертирующие составы, обработка в которых Al–Mg сплавов дает возможность получить конверсионные покрытия,  не уступающее по толщине и защитным свойствам хроматным конверсионным покрытиям. Нами показано, что оксидирование сплава АД31 (система Al–Mg–Si) без и с термообработкой в молибдатсодержащем конвертирующем составе, обеспечивает формирование защитных конверсионных покрытий, устойчивых к питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах. Наполнение таких покрытий в растворах ингибиторов значительно повышает их защитные свойства.

Исследованы общие закономерности получения конверсионных покрытий в щелочных молибдатсодержащих растворах на медьсодержащих алюминиевых сплавах Д16 и В95 (система Al–Mg–Cu–(Zn)). Выявлено, что пониженная стойкость к локальной анодной активации покрытий в хлоридсодержащих средах на сплаве Д16 связано с наличием в них высокой концентрации, как самой меди, так и её оксидов. Пониженная стойкость покрытий на сплаве В95 связана с наличием цинксодержащих интерметаллидов в составе сплава, в связи с чем конверсионные покрытия обогащены оксидами и соединениями цинка. Показана принципиальная возможность направленного изменения структуры и свойств конверсионных покрытий с целью повышения их защитных свойств. Коррозионные испытания в камере влажности Г4 (ГОСТ 9.913-90) показали высокую стойкость получаемых покрытий, соизмеримую с таковой для хроматных покрытий.

Конверсионные покрытия на алюминиевых сплавах после обработки в разработанных конвертирующих составах по своим защитным свойствам  превосходят известные отечественные и зарубежные аналоги.

По результатам исследований были разработаны бесхроматные конвертирующие составы ИФХАНАЛ-1, ИФХАНАЛ-2, ИФХАНАЛ-3 и их модификации для оксидирования алюминиевых сплавов.


 
 
shadow shadow
Яндекс.Метрика