Защита сварного шва от коррозии после сварки

Содержание

• Причины появления коррозии при сварке
• Виды коррозии сварного шва
• Как правильно защитить сварочный шов от коррозии
• Частые вопросы по теме

Нагрев, неоднородность соединения, взаимодействие материалов – процесс сварки создает идеальную среду для быстрого развития коррозии. Коррозийное поражение приводит к деформации шва, нарушает прочность соединения, грозит потерей основных функций и полным разрушением конструкции. Чтобы остановить поражение, необходимо провести антикоррозийную обработку для защиты сварочного шва в течение первых 2-3 дней после сварки.

Причины появления коррозии при сварке

Коррозия (ржавление) – это результат совокупности химических, физических и электрохимических процессов, к которым относят:

• химическое взаимодействие между разными видами металлов и сплавов;
• химическое взаимодействие металлов с водой, кислородом и агрессивными веществами (кислотами, щелочами и пр.); 
• изменения кристаллической решетки из-за резкой смены температур или периодического воздействия постоянного или переменного тока;
• выгорание легирующих элементов из-за сильного нагрева;
• нарушение защитного слоя под воздействием механических нагрузок.

Почти все перечисленные процессы происходят в момент сварки: нагрев, воздействие тока, активное взаимодействие различных материалов, влияние остатков посторонних веществ (сварочный флюс и пр.). Кроме этого, даже самый прочный сварочный шов имеет микроскопические поры и трещины, которые способствуют проникновению внутрь воды, кислорода и неметаллических включений (оксидов, сульфидов, нитридов). Неудивительно, что коррозия появляется в области шва практически сразу после сварки. Добавьте к повышенной уязвимости неблагоприятные условия хранения и эксплуатации, чтобы получить максимальную степень риска.

Виды коррозии сварного шва

Сплошная – легко контролируемая

Особенность:разрушение происходит по всей поверхности шва на небольшой глубине. Объем поражения легко определяется визуально.

Подвиды:

• равномерная – глубина проникновения одинакова по всей площади поражения;
• неравномерная – глубина проникновения отличается на разных участках.

Материалы, наиболее подверженные сплошной коррозии: нелегированные и низколегированные углеродистые (ржавеющие) стали с однородной структурой.

Местная – непредсказуемая

Особенность:разрушение происходит на отдельных участках шва. Глубину поражения можно оценить только в процессе зачистки.

Подвиды:

• точечная (питтинговая) – поражение небольшого диаметра (0,1-2 мм), разрастающееся на большую глубину;
• пятнами – поражение небольшой глубины, разрастающееся в ширину;
• язвенная – поражение, разрастающееся и в ширину, и в глубину.

Материалы, наиболее подверженные местной коррозии: легированные ледебуритные стали (марка Х12МФ), швы и стали с небольшим содержанием хрома (менее 12%).

Ножевая (межкристаллитная) – наиболее опасная

Особенность:разрушение происходит по границе шва и металла. Поражение может быть незаметно вплоть до полной потери прочности шва. 

Материалы, наиболее подверженные местной коррозии: высокоуглеродные сплавы, легированные стали и нержавейка, которая изменила свойства в результате длительного нагрева при температуре более 600 °C.

Как правильнозащитить сварочный шов от коррозии

Проактивные меры: подбор правильных материалов для сварки

Способ подходит только для легированной низкоуглеродистой стали.

При сварке часть легирующих элементов выгорает, что приводит к снижению коррозионной устойчивости. Чтобы восполнить потери, для сваривания используют проволоку с повышенным содержанием хрома, благодаря этому область шва сохраняет состав, схожий с основным металлом.

Выравнивание внутренних напряжений: отжиг

Одна из причин коррозии – напряжения, созданные разницей температур внутри детали во время и после сварки. Чтобы выровнять температуру, конструкцию равномерно нагревают до 800 °C в печи или с помощью газовой горелки. После отжига её помещают в 3% водный раствор натрий-хрома, чтобы металл восполнил потери легирующих элементов.

Восстановление антикоррозионных свойств: травильные пасты

Обмазочные средства с кислотами в составе протравливают сталь и восполняют содержание легирующих элементов.

Защита от внешних факторов: три способа

1. Окрашивание. Нанесение краски, лака или мастики – наиболее распространенный способ защиты любых металлических конструкций. Его используют в инженерных системах, для защиты порогов и других частей кузова автомобиля, в строительстве из металлоконструкций – везде, где имеется большое количество объемных металлических элементов. 

2. Анодирование. Погружение металлов и сплавов в жидкую проводящую среду (электролит на основе серной или хромовой кислоты) с последующей подачей напряжения (катод – в жидкость, анод – к изделию) создает прочную оксидную пленку на поверхности металла. Дальнейшая промывка изделия горячей водой дополнительно уплотняет покрытие, которое служит защитой от негативных факторов внешней среды. 

3. Лужение. Когда нужно срочно защитить сварной шов, на его поверхность наплавляют материал, устойчивый к коррозии. Чаще всего применяют олово, так как оно легко плавится. Оловянный припой закрывает основной шов тонким слоем, спасая его от коррозии и механических повреждений. 

Эта технология намного проще предыдущих и не требует дополнительного оборудования, но не может использоваться на отвесных поверхностях, так как расплавленное олово будет капать вниз. 

Временная защита: паста или спрей

Жидкие и пастообразные составы на основе масла, воска или смолы быстро наносятся с помощью кисти, валика, пульверизатора или распылителя. Они создают тонкую пленку, которая продержится некоторое время, например, до момента окрашивания.

Частые вопросы по теме

Нужна ли дополнительная защита после сварки, если поверхность деталей уже защищена?

Да, так как места соединения становятся уязвимы.

Можно ли наносить защиту сразу после сварки?

Предварительно требуется зачистка и шлифовка шва, а это возможно сделать только после полного остывания и затвердения. Рекомендуется выждать 24 часа после сварки.

Что делать, если ржавчина уже появилась?

Перед обработкой необходимо тщательно очистить все участки, которые затронула коррозия. При наличии глубокой или ножевой коррозии требуется удалить шов и переварить его заново.

Нужна ли защита, если конструкция в дальнейшем будет окрашена?

Если до момента окрашивания остается более 3-5 дней, то рекомендуется нанести хотя бы временную защиту. Это проще, чем зачищать появившуюся ржавчину.

Теперь вы знаете о нюансах и всех доступных способах, как можно защитить сварочный шов от коррозии после сварки. Выбирайте подходящий вариант в зависимости от ваших возможностей, типа металла, вида коррозии, объёма, назначения и условий эксплуатации изделия.