CS206482B1 - Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí - Google Patents

Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí Download PDF

Info

Publication number
CS206482B1
CS206482B1 CS901679A CS901679A CS206482B1 CS 206482 B1 CS206482 B1 CS 206482B1 CS 901679 A CS901679 A CS 901679A CS 901679 A CS901679 A CS 901679A CS 206482 B1 CS206482 B1 CS 206482B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
rust
corrosion
hours
atmosphere
alloyed steels
Prior art date
Application number
CS901679A
Other languages
English (en)
Inventor
Karel Barton
Dobroslav Kuchynka
Original Assignee
Karel Barton
Dobroslav Kuchynka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karel Barton, Dobroslav Kuchynka filed Critical Karel Barton
Priority to CS901679A priority Critical patent/CS206482B1/cs
Publication of CS206482B1 publication Critical patent/CS206482B1/cs

Links

Landscapes

  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Description

Vynález se týká zvýšení ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích, a litinách působením atmosférické koroze, zejména působením atmosfér znečištěných průmyslovými exhalacemi oxidů a kyslíkatýeh kyselin síry.
Ve srovnání s korozními zplodinami vznikajícími v atmosférických podmínkách na některých neželezných kovech např, na zinku, olovu, kadmiu, hliníku, mědi a na jejich slitinách, je ochranné účinnost rzí na nelegovaných ocelích a litinách velmi nízká. Příčinou tohoto rozdílu jsou odlišné reakční mechanismy, jimiž se uplatňuje stimulační účinke iontů, 2které do reakčního systému vstupují z atmosférického prostředí, ne^častěoi iontů SO^ vzniklých oxidací nejběžnější BneČišíující složky atmosféry - kysličníku siřičitého a iontů Cize jména v přímořských oblastech, v atmosférách podniků chemie chlóru anebo v bezprostředním okolí komunikací, jejichž sjízdnost se v zimním období zabezpečuje posypy chloridů.
Reakční mechanismus funkce iontů vede u neželezných kovů k vytváření souvislých vrstev hydroxidsolí příslušného kovu a to sekundárními reakcemi rozpuštěných sloučenin obsahujících ionty SO^ , Cl /případně sloučenin plynných, které v reakčním systému tyto ionty vytvářejí, s primárně vzniklými vrstvami oxidů, hydroxidů nebo hydroxidoxidů. Hydroxidsoli neželezných kovů mají nízkou rozpustnost ve vodě. Rychlost atmosférické koroze-neželezných kovů je řízena nejpomalejším dčjem soustavy reakcí, rozpouštěním vzniklých vrstev korozních zplodin, které je vzhledem k jejich výhodným fyzikálním a chemickým vlast206 482 nósteia pomalé. Neželezné kovy -Okryté zplodinami atmosférické koroze lze po jednoduchém omyti a očištění obvykle bez potíží chránit organickými nátěry, aniž hrozí nebezpečí koroze pod nátěrem nebo znehodnocení nátěru vznikem osmotických puchýřů.
2— — ánionty SO^ , Cl , apod. stimulují atmosférickou korozi nelegovaných ocelí a slitin 2zcela odlišným mechanismem. Primární korozní zplodinou ^e při působení iontů SO^ , příp. jejich rozhodujícího zdroje - atmosférického SO2~ síran železnatý, který vzniká plošně nerovnoměrně a so.ustreSuje se do tzv. síranových hnízd. Rychlost atmosférické koroze nelegovených ocelí a litin je převážně závislá na množství a plošném rozložení síranových hnízd na povrchu oceli příp. litiny.
Hydrolýzu a oxidaci síranu Seleznatého lze popsat tímto reakčním schématem :
disociace /1 / - Fe2+ + SO2 \ S02 + H20 + 02 -?H2SO4 /4/ oxidace, hydrolýza /3/ ^eQ0H čá9tegné rozpouštění /5/
PeSO4 hydrolýza /2/ >
V+
FeOH . polymerace /6/ -^Pe/OH/* --jr [pe/OH/£2xJ [so2] 0,5x
OH /deprotonace/ /7/ * /oh/3.& /amorfní,oxidhydroxid/
OH /stárnutí, krystalizace /8/ ρβ®Η
2+
Síranová hnízda jsou rozhodujícím zdrojem iontů Fe , které jsou podmínkou průběhu reakcí vzniku jednotlivých složek rzi. Při vzniku amorfní rzi FeOx real£5ním kro2kem 6 se ionty SO^- znovu vracejí do systému a spolu s ionty vzniklými reakčním krokem 4,4 se elektrochemickým transportem opět soustřeSují do síranových hnízd, které jsou elektronegativní, anodická vůči svému okolí.
Síranová hnízda ae na povrchu tíceli šíří periodicky a to nechanismem, který úzce souvisí s reakčním krokem 8. Ve vlhkých periodách vzniká na povrchu síranového hnízda membrána amorfního oxidhydroxidu, který je propustný pro vodu, ale brzdí rozpouštění rozpustných solí. Osmotickým tlakem se zvyšuje aktivita vody v síranovém hnízdě pod membránou a objem roztoku stoupá, lim se poruší celistvost membrány. Při jejím prasknutí dojde k výronu poměrně koncentrovaného roztoku FečžfO., který způsobí plošné rozšíření funkce hnízda.
Popsaný mechanismus atmosférické koroze oceli je příčinou, proč jeden mol S02, zdroje stimulujících iontů SO?, způsobí rozpuštění až 40 atomů Fe.
Síranová hnízda jsou též hlavní příčinou malá ochranné účinnosti a nízké životnosti nátěrů zhotovených na povrchu oceli delší dobu vystavené znečištěné atmosféře, jestliže se předem rez úplně neodstraní např. otryskánlm nebo mořením. Jelikož nátěry vždy do určité mířy propouštějí vodu a kyslík, nemohou plně zabránit korozi pod nátěrem a znehodnocují se též vznikem osmotických puchýřů.
Mechanismus i důsledky stimulační funkce jiných aniontů jsou podobné.
Známým způsobem zvyšování odolnosti konstrukčních ocelí proti atmosférické korozi je legování. Vedle korozivzdorných- vysokolegovaných ocelí, jejichž odolnost je založena na jevu pasivity, jsou rozšířeny nízkolegované oceli se zvýšenou odolností proti atmoférické korozi, jejiehž hlavní přísady Cu, P, Si, Ni, Cr podstatně zvyšují ochrnnou účinnost vznikající rzi. Podstatou působení přísad je změna mechanismu vzniku rzi. Ionty přísadových prvků v korozních zplodinách stabilizují amorfní oxidhydroxid proti stárnutí a přechodu na neochranný FeOOH. Tato změna kinetiky dílčího děje je doprovázena i postupným mizením síranových hnízd, která v první fázi atmosférické koroze vznikají i na tomto typu oceli.
Známé způsoby zvýšení ochranné funkce rzi vznikají na nelegovaných ocelích jsou .
2+ stabilizace nebo inertizace rzi, založené na snahách vázat ionty Fe do formy relativné nerozpustných sloučenin, například působením taninu, a ionty SO^ přísadami iontů kovů 2+ 2+ vytvářejících nerozpustné sírany, například Ba , Pb .
Podstatného zvýšení ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosféricku korozí se dociluje způsobem podle vanálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrch pokrytý rzí nanese předhvdrolyzovaný alkylester kyseliny křemičité, jehož alky ové skupiny vytvářejí při hydrolyze alkoholy s bodem varu do 100 °C, například etylester kyseliny křemičité, v takovém nošství, aby modifikovaná rez obsahovala od 1 do 15 % kysličníku křemičitého SiC>2, načež se povrch vystaví působení ovzduší. Jestliže se povrch vystaví působení etmoféry a relativní vlhkosti nejméně 80 % při teplotě od 10 do 40 °C po dobu nejméně 100 hodin, zrychlí se hydrolýza alkylsilikátu a tím se urychlí celý proces modifikace rzi. Jestliže se povrch vystaví působení atmosféry nezakrytého prostranství po dobu od 500 do 2000 hodin, vyplaví se složky rzi stimulující korozi a vznik osmotických puchýřů na nátěrech , takže takto ošetřený povrch je vhodný i jako podklad pro nanášení ochranných nátěrů. Celý proces lze urychlit oplachem vodou, který se provede po nejméně 100 hodinách působení atmosféry. Jeho účinnost a rychlost lze dále zvýšit provedením většího počtu oplachů v intervalech 1 až 30 hod,, případně kombinací opláchli s mechanickým čištěním. Účinek způsobu podle vynálezu lze konečně ještě prohloubit tím, že se povrch před nanesením alkylesteru kyseliny křemičité zbaví nepřilnavého. podílu rzi.
Způsob podle vyná.Tezu je založen na nahrazení účinku reakčních zplodin přísadových prvků nízkolegovaných ocelí, na stabilizaci amorfního oxidhydroxidu a zabránění·jeho stárnutí a krystalizaci.
Aby se zabránilo stárnutí a krystalizaci' amorfního oxidhydroxidu, .je třeba zachovat* mírně kyselý charakter roztoku elektrolytu prostupujícího’ vrstvu rzi, tak aby se zabezpečil průběh reakčního kroku 5 - rozpouštění FeOOH a současně zpomalil průběh kroku '8 - stárnutí a krystalizacě amorfního oxidhydroxidu za vzniku FeOOH. Současně je třeba vytvořit podmínky stabilizující amorfní strukturu oxidhydroxidu. K tomuto účelu se ukázalo vhodné modifikovat rez gélem kyseliny křemičité, vznikajícím ve vrstvě rzi hydrolýzou, a polymerací vhodného alkylsilikátu.
Při vzniku prostorové mřížky gélu kyseliny křemičité se uplatňují i přítomné ionty kovů v daném případě železa, které do mřížky vstupují· Tímto způsobem se ze systému odetra ňují zejména ionty Pe z bezprostředního povrchu a okolí síranových hnízd. Schopnost gélu kyseliny křemičité vázat ionty Pa brání vzniku membrán kolem hnízda a tím úsnadnur je jeho rozpouštění, zejména v období sa srážkami*
Oproti dosud známým způsobům, je nový způsob modifikace rzi podstatně účinnější, protože zasahuje do vlastního mechanismu tvorby rzi a zabezpečuje stabilitu její nejvýznamnější - amorfní složky.
Vynález je déle blíže objasněn pomocí popisu příkladu jeho provedení - vyhodnocení zkoušky v přírodních atmosférických podmínkách :
Vzorky z plechů uhlíková - nalegované oceli byly exponovány po dobu 4 měsíců ve třech typech atmosfér, A - průmyslová extrémně znečištěná, B - velkoměstská s velkým stupněm znečišttění, C - venkovská, horská, čistá. Po čtyřech měsících byla část vzorků odebrána ke stanovení úbytku hmotnosti - výchozího bodu pokusu. Bez na vzorcích byla modifikována nanesením předdrolyzovaného alkylsilikátu máčením a vzorky byly znovu exponovány· Postupnými odběry vzorků až do doby čtyř měsíců byly stanoveny úbytky hmotnosti jak na vzorcích 8 modifikovanou rzí, tak se rzí neupravenou. Tyto časová řady byly zpracovány lineární regresí. Směrnice regresních křivek udávají rychlosti koroze. Výsledky jsou vyjádřeny v tabulce :
Typ atmosféry
A B C
/průmyslová/ /velkoměstská/ /venkovská/
Rychlost koroze
vzorků bez úpravy 1,66 1,54 1,05
ΓΖΐ TK1 /g.m~2.d1/
Rychlost koroze vzorků a modifiko- 0,11 0,21 0,10 vanou rzí ¥K2 /g.m.“2.d“1/
Relativní snížení rychlosti koroze vyjádřená v poměrem Vyg/Vgi bylo pro prostředí A - 0,066, pro prostředí B - 0,136 a pro prostředí C - 0,095·
Současně bylo vyhodnocováno i výchozí a konečná pokrytí síranovými bnízdy. Bylo zjištěno, že u rzí modifikovaných gálem kyseliny Křemičitá se plošná pokryti síranovými hnízdy snížilo na 1/5 až 1/10 výchozího, kdežto u rzí bez úpravy se prakticky nezmšnilo·
Kodifikací rzi se tedy dosáhlo snížení koroze nalegované oceli o 86,4 až 93,4 % oproti jejímu průběhu na vzorcích se rzi neupravenou.
Vynález lze použít pro povrchovou ochranu nelegovaných ocelí a litin v atmosférách různého typu, zejména znečištěných průmyslovými exhalacemi obsahujícími oxidy a kyslíkatá kyseliny síry.

Claims (7)

  1. PSeDKStVYNÁLEZU
    1. Způsob zvýšení ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí, vyznačující ae tím, že ae na povrch pokrytý rzí nanese předhydrolyzovaný alkyleeter kyseliny křemičité, jehož alkylové skupiny vytvářejí při hydrolyze alkoholy s bodem varu nižším než 100 °C, například etylester kyseliny křemičité, v takovém množství, aby modifikovaná rez obsahovala od 1 do 15 % kysličníku křemičitého Si02, načež ae povrch vystaví působení ovzduší.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se povrch vystaví působení atmosféry o relativní vlhkosti nejméně 80 % při teplotě od 10 0 do 40 °C po dobu nejméně 100 hodin.
  3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se povrch vystaví působení atmosféry nezakrytého prostranství po dobu od 500 do 2000 hodin.
    /
  4. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tis), že se povrch dále podrobí nejméně jednomu oplachu vodou po nejméně 100 hodinách působení atmodféry.
    '
  5. 5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že intervaly mezi jednotlivými oplachy trvají 1 až 30 hodin.
  6. 6» Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že se oplach kombinuje 8 mechanickým čištěním. i
  7. 7. Způsob podle bodů 1 až 6, vyznačující ae tím, že se povrch předběžně zbaví nepřilnaváho podílu rzi.
CS901679A 1979-12-19 1979-12-19 Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí CS206482B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS901679A CS206482B1 (cs) 1979-12-19 1979-12-19 Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS901679A CS206482B1 (cs) 1979-12-19 1979-12-19 Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS206482B1 true CS206482B1 (cs) 1981-06-30

Family

ID=5441464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS901679A CS206482B1 (cs) 1979-12-19 1979-12-19 Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS206482B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3963944B2 (ja) 化成被層、その形成方法及び溶液
JPS61119677A (ja) 非過酸化物型3価クロム不動態化組成物及び方法
CA1057630A (en) Metal dissolution process
AU614024B2 (en) Composition and process for treating metal surfaces
US4705576A (en) Acidic chromium containing coating solution for zinc or cadmium surfaces
CA2109629A1 (en) Process of protecting surfaces using silicate compounds
CN106676507A (zh) 一种无铬铝合金钝化剂及其使用方法
US4111830A (en) Method of inhibiting corrosion
JP5481705B2 (ja) 鉄鋼材用非クロム酸系防食剤及び当該防食剤を用いた鉄鋼材の防食処理方法
CN113881935B (zh) 基于硅烷偶联剂的耐候钢表面锈层稳定化处理剂及其制备方法和使用方法
CS206482B1 (cs) Způsob zvýšeni ochranné účinnosti rzí vzniklých na nelegovaných ocelích a litinách atmosférickou korozí
Walker The corrosion and preservation of iron antiques
CN110541134A (zh) 耐酸雨电力铁塔结构件热浸锌生产方法
US4812175A (en) Passivation process and copmposition for zinc-aluminum alloys
GB2179960A (en) Passivation of zinc and zinc-aluminium alloys
WO2004050581A2 (en) Passivating of tin, zinc and steel surfaces
JP2001234369A (ja) 耐大気腐食性を有する被覆鋼
JP5424555B2 (ja) 亜鉛金属表面の耐食性皮膜形成方法
US5022971A (en) Process for the electrolytic pickling of high-grade steel strip
WO2005001158A1 (en) Composition for forming conversion coatings on aluminium surfaces
US20060014042A1 (en) Hybrid metal oxide/organometallic conversion coating for ferrous metals
RU2190038C2 (ru) Состав для антикоррозионной обработки поверхности черных металлов
CN113930753A (zh) 热轧耐候钢锈层稳定化处理剂及处理方法
EP0013328A1 (en) Method for treatment of a metal surface
RU2114219C1 (ru) Раствор для уплотнения анодноокисного покрытия алюминия и его сплавов