Сталь ржавеет или нет
Почему «нержавейка» ржавеет
Почему «нержавейка» ржавеет
Ржавчина на нержавеющей стали вызывает много вопросов. Действительно ли эта сталь нержавеющая? Если это нержавейка, то почему она заржавела? Откуда берется ржавчина?
Нержавеющие стали устойчивы к коррозии потому, что в их состав входит хром. Когда этот элемент присутствует в стали в достаточном количестве и подвергается окислительному воздействию кислот, щелочей, воды, воздуха и других сред, он образует очень тонкий (130 ангстрем) непроницаемый слой оксида хрома CrO, который препятствует коррозии и делает сталь нержавеющей. Хром должен быть распределен равномерно в структуре стали для того, чтобы она стала «нержавейкой». Коррозия (ржавчина) образуется на поверхности из нержавеющей стали тогда, когда недостаточно легирующего хрома для создания и поддержания необходимого оксидного слоя.
Практически все случаи появления ржавчины на поверхности нержавейки обусловлены повреждением защитного слоя оксида хрома.
При изготовлении изделий из нержавеющей стали повреждение защитного слоя связано с термическим и механическим воздействием (сварка и шлифовка). Хром окисляется медленно. Поэтому новые изделия особенно «чувствительны» к неблагоприятным факторам и требуют более тщательного ухода.
Другое условие, при котором ржавление может возникнуть на нержавеющей стали — это ее контакт с обычной углеродистой или низколегированной сталью. Эксплуатация изделий из нержавеющей стали должна предусматривать отсутствие ее контакта с обыкновенной сталью. Нельзя проводить ремонт в помещениях, где установлены или складируются изделия из нержавеющей стали. При строительных работах металлическая пыль от резки арматуры или прочих стальных конструкций попадет на нержавеющую поверхность и приклеивается к ней, что ведет к точечным источникам коррозии (ржавчины), удалить которые с изделия можно лишь при помощи мелкого (специального для нержавейки) абразива.
Повреждение защитного слоя возможно и в процессе эксплуатации. При работе стальными ножами и другими твердыми предметами непосредственно на столешнице возможно появление царапин. Во время разделки мяса или мороженой рыбы при сильных ударах ножом поверхность столешницы может быть даже повреждена насквозь. Используйте в таких случаях разделочные доски.
Большое значение для сохранения свойств нержавейки имеет качество водопроводной воды. Мыть изделия и вытирать их насухо рекомендуется сразу после использования, не допуская засыхания грязи и остатков пищи. Имейте в виду, что в водопроводной воде содержится определенное количество металлических частиц, поэтому при свободном высыхании воды, на нержавеющей поверхности может появляться налет желтоватого цвета, который удаляется моющими средствами. Такой налет образуется даже на фаянсовых изделиях.
Врагом оксидной пленки являются фтор, хлор, бром, йод. Поэтому необходима установка фильтров воды при превышении в ней содержания этих элементов.
Именно поэтому при чистке нержавеющих поверхностей нельзя использовать хлорсодержащие вещества, например, белезну. По этой же причине более тщательный уход требуется за изделиями, контактирующими с морской или минеральной водой.
Уход за оборудованием заключается в ежедневной влажной уборке с использованием неагрессивных и не содержащих твердых абразивных веществ моющих средств. После окончания уборки изделие следует ополоснуть и насухо протереть.
Для мытья и чистки изделий лучше пользоваться средствами, предназначенными специально для нержавеющей стали. Недопустимо применять чистящие и дезинфицирующие средства, содержащие в составе хлор, твердые абразивные вещества, кислоты и соду.
Средства, используемые для ухода за нейтральным оборудованием по содержанию кислот, щелочей, хлора, солей должны соответствовать требованиям СанПиН, СНиП и ГОСТ. Уровень рН должен находиться в пределах 7,2 — 7,6. При превышении уровня рН возможно выпадение в осадок солей кальция, что приводит к образованию налета. При значениях рН ниже 7,0 даже вода имеет высокую коррозионную активность, что также негативно сказывается на состоянии изделий из нержавеющей стали.
Самый простой и эффективный способ борьбы с коррозией нержавеющей стали это ЧИСТОТА. Посмотрите на нержавеющую кухонную раковину в любом доме — она подвергается воздействию самых различных химических веществ, но ее поверхность всегда остается яркой.
Почему ржавеет нержавейка?
Иногда приходится слышать от заказчиков пожелание, чтобы при изготовлении изделия из нержавейки под заказ была использована сталь, которая не будет ржаветь. Иногда просят, чтобы была "не китайская". От чего зависит будет ли ржаветь нержавейка? Почему вообще это происходит?
По сути могут быть две причины. Первая - условия эксплуатации в агрессивной среде. И вторая - дефекты материала.
Рассмотрим эти явления подробнее.
Не все виды нержавеющей стали предназначены для эксплуатации в агрессивных средах. Например на пищевых производствах при технологических процессах используются хлорсодержащие моющие средства и там могут должна применяться нержавеющая сталь с повышенной коррозионной устойчивостью. То же самое относится к условиям эксплуатации в морской воде. По этой причине оборудование, например, из AISI 304 может попросту придти в негодность. Для агрессивных сред имеет смысл использовать AISI 316 или дуплексные виды нержавеющей стали, такие как Ferralium SD40, SAF 2205 или Zeron 100.
Вторая причина более распространена - ржавчина может возникнуть на поверхности металла в следствии механических повреждений или термической обработки(вызванные сваркой). Это так называемая точечная коррозия. Этот вид коррозии может начаться в металле где присутствуют посторонние примеси, например такие как сера.
Гладкая поверхность нержавеющего металла менее подвержена точечной коррозии чем шероховатая. На графике приведенном ниже показана зависимость коррозионной устойчивости от шероховатости поверхности. Эксперимент проводился с коррозионноустойчивой маркой нержавеющей стали AISI 316 в хлорсодержащей среде. На графике видно, что после того как шероховатость поверхности превышает Ra > 0,5 мкм, устойчивость к коррозии резко снижается. Таким образом, шероховатая поверхность AISI 316 делает ее коррозионную устойчивость даже хуже, чем полированная поверхность AISI 304.
Следы ржавчины могут появиться даже в местах куда попала раскаленная окалина. Это происходит потому, что при температуре сварки выгорают легирующие элементы, в первую очередь хром. На металле в местах сварки образуются "следы побежалости"(иногда называют следы термического воздействия). В этих местах нержавейка неизбежно начнет ржаветь. Слой ржавчины, однако, может остаться только на поверхности металла, там где нет оксидной пленки, которая образуется благодаря хрому. То есть в глубь ржавчина развиваться не будет. Но выглядят следы побежалости и тем более ржавчина очень не эстетично. Чтобы этого не произошло сварочный шов обрабатывают специальными эмульсиями, травильными пастами или при помощи абразивных материалов. При очистке шва от железных окислов(окалины окисей) травильными пастами, следует работать в защитных очках и наносить только на остывший металл, поскольку в них может содержатся плавиковая кислота. После очистки зону сварного шва необходимо подвергнуть операции пассивации. Пассивация металла - это процесс обработки поверхности с целю образования на ней слоев соединений препятствующих коррозии. То есть недостаточно только очистить сварной шов от продуктов сварки, необходимо так же восстановить защитный слой. Для этого так же существует разнообразная химия: гели, пасты. Иногда используют для пассивации нержавейки азотную или лимонную кислоту.
Существуют инновационные методы очистки и пассивации. Например метод электро-химической пассивации нержавеющего металла. Причем этот процесс осуществляется без применения продуктов травления, которые очень вредны для здоровья и окружающей среды. Компания "Строй Металл" использует оборудование компании Surfox. Благодаря этому производительность и качество работ позволяют нам выполнять заказы по изготовлению изделий из зеркальной нержавейки для элитных магазинов одежды, ресторанов, элементов интерьера.
Рекомендуем ознакомиться со статьями:
Виды нержавеющей стали
Виды коррозии нержавеющей стали
Шлифованная или полированная нержавейка.
Металлы, которые не ржавеют — и те, которые ржавеют
Металлы, которые не ржавеют — и те, которые ржавеют
Вы, вероятно, знаете, что ржавчина — это чешуйчатая красноватая коррозия на металлических поверхностях. Термин «ржавчина» на самом деле относится к окислению железа — проще говоря, это комбинация железа и кислорода. Любой металл, содержащий железо, может ржаветь, в то время как другие металлы реагируют на кислород по-другому.
Ржавчина может разрушить металлические предметы и сделать их бесполезными, требуя дорогостоящей и трудоемкой замены. Самый простой способ избежать ржавчины — выбрать правильный металл.
Только железо может ржаветь. Это означает, что другие металлы, не содержащие железа, не подвержены коррозии. Это делает их идеальными для размещения на открытом воздухе, так как они прослужат намного дольше в естественных условиях. Узнайте, какие металлы не ржавеют, а какие ржавеют.
Какие металлы не ржавеют?
Ржавчина — это химическая реакция, поэтому для образования ржавчины должны быть задействованы правильные элементы. Ржавчина может возникнуть только при наличии молекул железа, кислорода и воды. Любая другая реакция по определению не является ржавчиной. Металлы с низким содержанием железа или без него, также известные как цветные металлы, не будут ржаветь, хотя они могут реагировать на кислород другими способами. Обычные металлы, которые не ржавеют, включают:
- Алюминий
- Нержавеющая сталь
- Бронза
- Медь
ПОЧЕМУ АЛЮМИНИЙ НЕ РЖАВЕТ?
Алюминий устойчив к коррозии. Причина этого проста — алюминий не содержит железа. Алюминий — самостоятельный элемент в периодической таблице, а это значит, что он не содержит ничего, кроме самого себя. Во время производства производитель может добавлять небольшое количество магния, кремния, меди или других элементов, чтобы сделать конечный продукт более прочным. Свойства алюминия делают его практичным выбором для наружных электрических шкафов или других металлических предметов на открытом воздухе.
ПОЧЕМУ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ НЕ РЖАВЕТ?
Обычная сталь представляет собой комбинацию железа и углерода, а также небольшого количества других элементов. Нержавеющая сталь немного отличается. Хотя сталь содержит железо, нержавеющая сталь также содержит элемент хром, обладающий высокой коррозионной стойкостью.
Хром защищает сталь от ржавчины, поскольку хром соединяется с кислородом раньше, чем железо. Поскольку железо никогда не соединяется с кислородом, ржавчина никогда не образуется. Кроме того, нержавеющая сталь популярна, потому что она противостоит росту бактерий и остается стабильной при экстремальных температурах.
ПОЧЕМУ БРОНЗА НЕ РЖАВЕТ?
Бронза не ржавеет благодаря минимальному содержанию железа. Имейте в виду, однако, что бронза может реагировать на кислород другими способами. Бронза не встречается в природе, как чистый алюминий или железо. Вместо этого бронза представляет собой смесь меди и олова. Эта композитная структура делает его более устойчивым к коррозии, но не полностью невосприимчивым. Он прочнее, чем сама по себе медь, но со временем может испортиться.
ПОЧЕМУ МЕДЬ НЕ РЖАВЕТ?
Медь никогда не ржавеет по той же причине, что и бронза — в ней слишком мало железа. Хотя медь не ржавеет, со временем на ее поверхности может образовываться зеленая пленка или патина. Однако эта патина не будет отслаиваться, как ржавчина. Вместо этого он создает ровное толстое покрытие поверх самой меди. Многие люди на самом деле предпочитают внешний вид окисленной меди ее первоначальному состоянию.
Только подумайте о Статуе Свободы. Ее медная кожа изначально выглядела коричневой, но со временем она стала зеленой из-за окисления меди. Эта зеленая пленка такая же толстая, как и исходный слой меди, и фактически помогает Lady Liberty противостоять атмосферным воздействиям. Вы также можете увидеть тот же эффект на старых пенни, которые могут начать выглядеть зелеными.
Металлы, которые ржавеют
Любой металл, содержащий значительное количество железа, также известный как «черные металлы», может ржаветь. К ржавеющим металлам относятся:
- Сталь
- Чугун
- Кованое железо
ПОЧЕМУ СТАЛЬ РЖАВЕТ?
Поскольку сталь представляет собой смесь железа и углерода, она обязательно заржавеет. Что отличает сталь от нержавеющей стали, так это элемент хром — хром образует защитный экран от ржавчины, что делает нержавеющую сталь более устойчивой к коррозии. Чем больше содержание хрома, тем лучше. Обычная сталь не имеет такой защиты от коррозии.
ПОЧЕМУ ЧУГУН ИЛИ КОВАНОЕ ЧУГУН РЖАВЕТ?
Любая форма железа может ржаветь под воздействием кислорода и молекул воды. Чугун представляет собой комбинацию железа, углерода и кремния. Хотя он известен своей устойчивостью к износу, он может ржаветь.
С другой стороны, кованое железо содержит лишь следовые количества углерода. Это почти чистое железо, поэтому может образоваться ржавчина.
Железные предметы можно защитить от ржавчины, регулярно нанося краску и удаляя пятна ржавчины проволочной щеткой. Вы также должны держать железные предметы как можно более сухими — протирайте чугунные кастрюли и сковородки полотенцем после мытья, а не дайте им высохнуть на воздухе. Кроме того, мойте их сразу, а не оставляйте их замачиваться. Железо требует гораздо большего внимания и обслуживания, чем другие металлы, когда речь идет о предотвращении коррозии.
Практическое применение
Возможно, вы помните, как взрослый напоминал вам о том, что перед ливнем следует принести велосипед в гараж, иначе он промокнет и может заржаветь. Однако некоторые металлические предметы, такие как наружные электрические шкафы, должны постоянно оставаться снаружи. Металлические предметы, размещенные на открытом воздухе, должны выдерживать естественные условия, включая дождь и влажность.
Если бы эти предметы были подвержены ржавчине, их пришлось бы заменять слишком часто. Это было бы дорого и отнимало много времени, но также представляло бы угрозу безопасности. Электрический корпус, разрушающийся из-за ржавчины, может быть очень опасным.
Для таких применений популярны алюминий и нержавеющая сталь. Алюминий не ржавеет, поэтому его можно безопасно использовать на открытом воздухе. Он также имеет другие ценные характеристики, такие как:
- Он достаточно прочен, чтобы выдерживать сильные удары.
- Может рассеивать тепло для безопасного контроля температуры.
- Легкий по сравнению с другими металлами.
Как и алюминий, нержавеющая сталь часто используется для наружных металлических предметов. Нержавеющая сталь обладает впечатляющей температурной стабильностью. Он и пожаробезопасен, и устойчив к низким температурам. Если металлический предмет должен выдерживать экстремальные климатические условия — например, пустыню, где температура может резко повышаться и понижаться за короткие промежутки времени, — нержавеющая сталь является одним из самых безопасных вариантов.
Узнайте больше о металлических корпусах для наружного применения
Корпуса APX предлагают корпуса, сертифицированные Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA). Они созданы, чтобы противостоять любым условиям — дождю, снегу, льду, огню, грязи, пыли, бактериям и экстремальным температурам. Вы можете настроить корпус в соответствии с вашими потребностями. APX Enclosures предлагает электрические шкафы для самых разных отраслей, от гражданского строительства до телекоммуникаций.
Узнайте, какие металлы лучше всего подходят для наружного применения. Если вам нужен прочный, устойчивый к коррозии и стабильный электрический корпус, свяжитесь с APX Enclosures уже сегодня.
10 Нержавеющие металлы | Нержавеющие металлы
«Элемент железа является самым распространенным переходным металлом на Земле и используется человечеством более 5000 лет. Несмотря на свою прочность, железо подвержено коррозии в присутствии воды и кислорода. Этот процесс ржавчины в повседневной жизни обходится дорого — примерно в 1 процент от стоимости мировой экономики», — сообщает Seattle PI, ежедневная газета городского метро в Сиэтле.
Чтобы понять, какие металлы не ржавеют, нам нужно разобраться, что означают термины «ржавчина» и «коррозия».
Что вызывает ржавчину металла?
Ржавчина представляет собой форму оксида железа. Это происходит, когда железо соединяется с кислородом воздуха, вызывая его коррозию. Ржавчина — это оранжево-коричневое пятно, которое образуется на металле. Ржавчина может поражать железо и его сплавы, включая сталь. Всякий раз, когда у вас есть железо, вода и кислород вместе, вы получаете ржавчину. Основным катализатором возникновения ржавчины является вода. Хотя железные и стальные конструкции кажутся на глаз твердыми, молекулы воды способны проникать в микроскопические щели в металле. Это запускает процесс коррозии. Если соль присутствует, например, в морской воде, коррозия будет более быстрой. Воздействие двуокиси серы и двуокиси углерода также ускорит коррозионный процесс.
Ржавчина вызывает расширение металла, что может привести к большой нагрузке на конструкцию в целом. При этом металл будет ослаблен и станет хрупким и расслоится. Ржавчина проницаема для воздуха и воды, поэтому металл под слоем ржавчины будет продолжать подвергаться коррозии.
Что такое коррозия? Разница между ржавчиной и коррозией
Некоторые люди считают, что коррозия и ржавчина — это одно и то же. Коррозия — это широкий термин, охватывающий разрушение любого металла. Как правило, коррозия – это ухудшение состояния металла в результате окисления или другого химического воздействия. Ржавчина – это термин, используемый для описания фактической коррозии железа и его сплавов.
10 Металлы, которые не ржавеют
1. Алюминий
Алюминий — один из наиболее часто используемых металлов на планете, и, возможно, он известен тем, что не ржавеет. Алюминий не ржавеет, только специфическое окисление железа называется ржавчиной, и при создании алюминия железо не используется. Однако, как и все металлы, алюминий подвержен коррозии.
Leland Stanford Junior University объясняет алюминий следующим образом: «Быстрый ответ заключается в том, что большинство самолетов сделаны из алюминия — химического элемента, который, кажется, устойчив к коррозии даже при воздействии воздуха и воды. Но дело в том, что чистый алюминий так легко вступает в реакцию с водой, что, согласно законам химии, алюминиевый корпус самолета должен фактически растворяться под дождем. К счастью для авиационной отрасли, когда металлический алюминий попадает в атмосферу, на поверхности металла образуется тонкий слой, известный как оксид алюминия, который действует как защитный, устойчивый к ржавчине щит».
2. Латунь
Латунь не ржавеет по той же причине, что и алюминий. В нем содержится незначительное количество железа. Следовательно, не может образовываться ни оксид железа, ни ржавчина. Однако медь может образовывать сине-зеленую патину на своей поверхности под воздействием кислорода с течением времени.
3. Бронза
Бронза не ржавеет по той же причине, что и алюминий. В нем незначительное количество железа. Следовательно, не может образовываться ни оксид железа, ни ржавчина.
4. Медь
Медь не ржавеет; однако он может подвергаться коррозии. Медь естественно коричневого цвета и приобретает ярко-зеленый оттенок по мере коррозии. Хотя некоторые считают, что реакция меди скорее потускнеет, чем окислится, металл все же подвергается аналогичному процессу ржавчины.
5. Кортен или атмосферостойкая сталь
Используйте атмосферостойкую сталь , также известную как сталь «COR-TEN», которая содержит до 21% легирующих элементов, таких как хром, медь, никель и фосфор. Сплавы образуют защитный налет ржавчины, который со временем снижает скорость коррозии. Сталь COR-TEN, как правило, дешевле, чем нержавеющая сталь.
6. Оцинкованная сталь
Оцинковка – это метод защиты от ржавчины. Это достигается путем горячего цинкования или гальваники. Железный или стальной предмет покрывают тонким слоем цинка. Это предотвращает попадание кислорода и воды к металлу под ним, но цинк также действует как жертвенный металл. Цинк более реакционноспособен, чем железо, поэтому он окисляется в большей степени, чем железный объект. Слой оксида цинка предотвращает образование оксида железа, что исключает возможность образования ржавчины.
7. Золото
Золото — это чистый металл, который не ржавеет, поскольку не содержит железа. «Золото является наиболее нереактивным из всех металлов и безвредно для всех природных и промышленных сред. Золото никогда не вступает в реакцию с кислородом (одним из самых активных элементов), а значит, не ржавеет и не тускнеет. Золотой налет очень тонкий и проявляется в виде потемнения отражающих поверхностей», — констатируют Corrosion Doctors.
8. Платина
Платина — это чистый металл, который не ржавеет, поскольку не содержит железа. Платина не ржавеет, не разъедает, не тускнеет и не меняет цвет. Он плотный, податливый (легко двигается) и в то же время очень прочный.
9. Серебро
Серебро — это чистый металл, который не ржавеет, поскольку не содержит железа. Corrosion Doctors объясняет, что «серебро — это блестящий серо-белый металл, довольно мягкий и ковкий. Он довольно устойчив к коррозии и не легко окисляется, хотя легко образует на поверхности потускнение сульфида серебра. Из всех металлов это лучший проводник электричества. Из-за этих качеств (и его относительной редкости) он часто классифицируется наряду с золотом и платиной как драгоценный металл».
10. Нержавеющая сталь
Сплавы, устойчивые к коррозии. Нержавеющая сталь представляет собой сплав, а содержит не менее 11 % хрома. Это позволяет сформировать защитную пленку из оксида хрома, которая защищает от ржавчины. Защитная пленка восстанавливается при повреждении. Коррозионная стойкость может быть дополнительно повышена за счет добавления никеля.
Узнайте, какие металлы РЖАВЧИВАЮТ здесь.