защита от коррозии оловом

Когда слышишь про защиту от коррозии оловом, многие сразу представляют себе консервные банки или дедовские методы. Но в промышленности, особенно там, где работают с химически агрессивными средами, это далеко не всегда панацея. Сам сталкивался с ситуациями, когда оловянное покрытие на стальных трубах в теплообменниках начинало отслаиваться через полгода — не из-за плохого олова, а из-за неправильной подготовки поверхности. Кислотный травильный цех, например, требует не просто нанесения слоя, а многоступенчатой подготовки, включая фосфатирование перед лужением. Иначе — пузыри, свищи, и всё по новой.

Где олово работает, а где — нет

В пищевой промышленности, скажем, для ёмкостей под слабощелочные растворы, олово — отличный вариант. Но если речь идёт о трубопроводах для морской воды, тут уже нужны добавки вроде меди или никеля в сплав, иначе катодная защита не сработает. Помню проект для судоремонтного завода в Находке: заказали оцинкованные фитинги с оловянным покрытием, но в спецификациях не учли перепады pH — через три месяца стыки пошли пятнами. Пришлось переделывать с многослойным никель-оловянным покрытием.

Ещё один нюанс — температура. Выше 150°C олово начинает мигрировать в основной металл, особенно в меди. Это не всегда критично, но для теплообменников в котельных, где циклы нагрева-охлаждения постоянные, такой вариант не годится. Лучше тогда керамические напыления, как у ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика — у них на сайте https://www.saferola.ru видел варианты для высокотемпературных сред. Кстати, их подход к контролю качества сырья напоминает принципы, которые мы используем при отборе оловянных сплавов — никаких примесей свинца или сурьмы выше 0,01%.

А вот для электротехники — плат, контактов — лужение оловом до сих пор один из самых надёжных методов. Но и тут есть подводные камни: если не выдержать толщину слоя в 7-10 мкм, при пайке возникает перегрев и межкристаллитная коррозия. Проверял на клеммах для тяговых аккумуляторов — при толщине 5 мкм через 200 циклов заряда-разряда появлялись микротрещины.

Технологические тонкости, которые не пишут в учебниках

Многие гонятся за блеском покрытия, хотя на адгезию это почти не влияет. Важнее — контроль кислотности электролита при гальваническом лужении. Если pH уходит ниже 3,5, начинается неравномерное осаждение, появляются 'деревья' — дендриты, которые потом становятся очагами коррозии. Сам видел, как на автозаводе в Тольятти из-за этого браковали партию топливных трубок — визуально идеальные, но под микроскопом видна рыхлая структура.

Механическое нанесение расплавленного олова — отдельная тема. Для крупногабаритных изделий, типа резервуаров, часто используют метод окунания. Но если не прогреть металл до 120-130°C перед погружением, олово ложится волнами. Особенно капризны чугунные заготовки — из-за графита в структуре нужен предварительный отжиг.

И ещё про пассивацию: после лужения многие забывают про обработку хроматами или фосфатами. А без этого в условиях высокой влажности олово мутнеет за неделю. Проверял на образцах для морских контейнеров — без пассивации белый налёт появлялся через 10 дней в солевой камере, с пассивацией — держались больше полугода.

Когда олово не справляется — альтернативы и гибриды

Для химической аппаратуры, где есть контакт с органическими кислотами (уксусная, молочная), одного олова мало. Тут либо переходить на керамику, как у ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика (их материалы для футеровки реакторов — тема для отдельного разговора), либо делать комбинированные покрытия. Мы пробовали медно-оловянный подслой с верхним слоем из химически стойкого лака — для винодельческих танков сработало.

В энергетике, для шин распределительных устройств, чистое олово постепенно вытесняется оловянно-висмутовыми сплавами. Они меньше 'пухнут' при циклических нагрузках. Правда, висмут дороже, но для объектов с сроком службы от 25 лет это окупается.

А вот для ремонта старых медных кровель до сих пор нет ничего лучше пайки оловянными припоями. Но здесь важно не перегреть — иначе медь становится хрупкой. На практике используем горелки с точной регулировкой температуры и флюсы на основе канифоли, без хлоридов.

Ошибки, которые дорого обходятся

Самая частая — экономия на толщине покрытия. Для атмосферной коррозии в промышленной зоне нужно минимум 25-30 мкм, но многие пытаются уложиться в 15 — и через год появляются рыжие потёки. Особенно на сварных швах, где всегда есть микронеровности.

Другая проблема — несовместимость с предыдущими покрытиями. Был случай на металлоконструкциях для моста: поверх остатков цинкового покрытия нанесли олово — через полгода началось расслоение из-за гальванической пары. Пришлось полностью снимать старый слой пескоструем.

И ещё — забывают про совместимость с красками. Если поверх олова планируется эпоксидное покрытие, нужна специальная грунтовка, иначе адгезия нулевая. Проверял методом решетчатого надреза — без грунтовки краска отслаивалась плёнкой.

Что в перспективе — не только олово

Сейчас много говорят про наноструктурированные оловянные покрытия с добавками оксидов — для особо агрессивных сред. Но пока это лабораторные разработки, в серии не видел. Из практичного — растёт спрос на бессвинцовые сплавы олова с серебром или медью, особенно в электронике. Но там свои сложности с температурой пайки.

Интересно, что керамические технологии, подобные тем, что использует ООО Цзиюань Саифу Промышленная Керамика, начинают проникать в области, где традиционно доминировало металлическое покрытие. Их подход к контролю качества на всех этапах — от сырья до готовой продукции — мне импонирует. На их сайте https://www.saferola.ru есть технические отчёты по стойкости материалов в кислотах — полезно для сравнения с оловянными покрытиями.

В целом, защита от коррозии оловом остаётся рабочей лошадкой для многих отраслей, но требует глубокого понимания технологии. Без этого — только видимость защиты и лишние затраты на переделку.