Коррозия листового металла — это не просто рыжеватый налёт, который портит внешний вид металлических изделий. Это сложный физико-химический процесс, в результате которого материал разрушается. Вследствие коррозии снижается прочность металла, уменьшается его толщина, а также возникают опасные зоны концентрации напряжений. Листовой металл на протяжении всего своего жизненного цикла подвергается воздействию воздуха, влаги, солей и агрессивных химических веществ. Это происходит как при его хранении на складе, так и во время транспортировки, обработки и многолетней эксплуатации.
В данной статье мы рассмотрим процесс коррозии, её основные типы, воздействие на характеристики углеродистых и легированных сталей, а также особенности горячекатаных, холоднокатаных и оцинкованных листов.
Почему сталь ржавеет
В большинстве случаев разрушение промышленного и строительного металлопроката происходит по механизму электрохимической коррозии. Для неё нужны три условия: металл, вода или другой электролит и кислород.
На анодных участках атомы железа растворяются и отдают электроны. Электроны затем перемещаются по металлу к катодным участкам, где они взаимодействуют с кислородом и водой. Это приводит к образованию нерастворимых гидроксидов, которые со временем превращаются в рыхлую ржавчину. Различия в структуре стали, наличие микротрещин и неравномерное распределение кислорода создают анодные и катодные зоны по всей поверхности.
Основные факторы, ускоряющие коррозию:
- Влага и вода. Сухая сталь почти не ржавеет. Но даже тончайшая плёнка воды запускает электрохимическую реакцию.
- Кислород. Он работает как деполяризатор и поддерживает реакцию.
- Соли и электролиты играют ключевую роль в повышении электропроводности воды и разрушении пассивных плёнок. Морской воздух, антигололёдные реагенты и солевое загрязнение создают особенно агрессивную среду.
- Кислоты, щёлочи и промышленные выбросы. Кислая среда ускоряет растворение металла. Щелочная, наоборот, может способствовать пассивации углеродистой стали.
- Температура. Нагрев ускоряет химические реакции и подвижность ионов. В быту и строительстве особенно опасны циклы «нагрев — охлаждение — конденсат».
- Когда разные металлы соприкасаются во влажной среде, образуется гальваническая пара. Металл с более низким электрическим потенциалом становится анодом и подвергается ускоренной коррозии.
- Повреждения поверхности. Царапины, сколы краски, повреждённый цинк открывают доступ электролиту. Опасны кромки, отверстия и сварные швы.
- Конструктивные ошибки. Щели, соединения внахлёст, «карманы» профилей, плохой дренаж и недостаточная вентиляция гарантируют застой воды и быстрое появление очагов ржавчины.
Основные виды коррозии стали
Коррозию классифицируют по механизму, характеру разрушения и условиям эксплуатации.
| Вид коррозии | Как проявляется | Где возникает | Чем опасна |
| Равномерная | Сплошной слой ржавчины, общее истончение | Открытые поверхности в атмосфере | Потеря сечения, но процесс предсказуем |
| Точечная (питтинг) | Мелкие глубокие язвы | Нержавейка в хлоридах, участки под окалиной | Риск сквозного пробития |
| Щелевая | Локальная ржавчина в зазорах | Болтовые соединения, нахлёсты, прокладки | Разрушение узлов крепления |
| Гальваническая | Интенсивная коррозия на стыке металлов | Контакт стали с медью, латунью, нержавейкой | Быстроерастворение активного металла |
| Межкристаллитная | Сетка микротрещин, потеря звонкости | Зоны сварных швов легированных сталей | Резкое падение прочности без внешних следов |
Какие стали наиболее подвержены коррозии
- Углеродистая сталь. Марки Ст3, 08пс, 08кп, 10, 20 и другие не образуют плотной защитной плёнки. Без краски, цинка или другого покрытия они быстро ржавеют во влажной атмосфере.
- Низколегированная сталь. Добавки кремния, марганца, меди и хрома повышают атмосферостойкость. Например, стали 10ХСНД и 15ХСНД на открытом воздухе покрываются плотной патиной. Но при застое воды или воздействии хлоридов они тоже корродируют.
- Нержавеющая сталь. Устойчивость обеспечивает хром — от 10,5 %. На поверхности образуется пассивная плёнка. Однако при наличии хлоридов возможны питтинг, щелевая и контактная коррозия.
- Оцинкованная сталь. Цинк защищает двумя способами: как барьер и как протектор. Даже при повреждении покрытия цинк работает жертвенным анодом. После его расходования сталь начинает ржаветь. Оцинковка сама подвержена белой коррозии — рыхлому гидроксиду цинка.
Коррозия — процесс управляемый. Если учитывать условия эксплуатации, правильно выбирать сталь и защиту, можно значительно продлить срок службы листового металла и металлоконструкций.
Алекс Ш. (ГЛ)
