Косоуры из металла для лестниц – основательность и качество на страже вашего покоя

Параметры и размеры косоуров

Для расчета параметров лестницы, в первую очередь необходимо остановиться на основных величинах:

  • высота лестничной конструкции;
  • длина проекции по полу;
  • высота и ширина проема;
  • глубина проступей;
  • высота подступенка;
  • количество проступей.

При определении высоты всей конструкции нужно измерить расстояние от пола 1 этажа до пола 2 этажа. Общая высота лестничной конструкции не может быть ниже двух метров. Длина проекции по полу определяется исходя из размеров отведенного под лестницу места в помещении. Высота и ширина проема определяется опытным путем по месту установки. Глубина ступени выбирается из личных предпочтений, но должна соответствовать эргономическим требованиям. Наиболее часто применяют размер глубины в 250-300мм. Высота подступенка не должна превышать 220мм.

Количество проступей определяется исходя из длины косоура и высоты подступенка.

  • высота конструкции 2500мм;
  • длина 4000мм;
  • глубина проступи 280мм;

Длину лестницы делим на глубину ступени и получаем количество ступенек — 14 штук.

Аналогично вычисляем высоту подступенка. Высоту делим на количество проступей и получаем 180мм.

Длина несущего элемента определяется при помощи теоремы Пифагора:

К квадрату длины прибавим квадрат высоты и получим длину косоура, то есть 4700м.

Чтобы конструкция получилась более надёжной и долговечной, необходимо для несущих элементов выбирать твердые лиственные сорта деревьев, таких как дуб, клён или бук. Перед работой с деревянными заготовками, их необходимо зашкурить.

Лестницы на косоурах: преимущества и недостатки

Металлоконструкции лестниц – неотъемлемая часть современного дома, офисного здания или торгового центра. В зависимости от дизайнерского решения, конструкции могут иметь разную форму. Так, если в основе лежат металлоконструкции из изогнутых труб, то лестнице можно придать самые причудливые очертания. Однако по большей части металлоконструкции железных лестниц строго функциональны и эргономичны.

Лестницы можно классифицировать по различным признакам. Например, можно выделить следующие основания для типологии:

  • назначение лестницы: для прохода жителей (посетителей), для специальных целей (пожарная, вспомогательная лестница – в этом случае часто используются простые металлоконструкции железных лестниц);
  • форма лестниц (сегодня во многом определяется металлоконструкцией лестниц): винтовая, прямая и т.п.;
  • количество маршей лестницы (одномаршевая, двухмаршевая, многомаршевая) – зависит от той высоты, которую должна покрывать лестница;
  • несущие железобетонные, деревянные или металлоконструкции лестницы. По этому признаку может быть выделена тетивная лестница (одна конструкция поддерживает перила и ступеньки), лестница на косоурах (наклонных балках под ступеньками). Также существует лестница на больцах (ступеньки крепятся к стене). Если в основе лестницы металлоконструкции из изогнутых труб, то такая лестница называется обсадной.

Выбор конкретного типа лестницы обусловлен дизайном здания и пожеланиями архитектора или заказчика. Лестницы на косоурах пользуются популярностью, так как они выдерживают наибольшую нагрузку и хорошо смотрятся в интерьере.

Лестница на косоурах является более надежной и основательной, чем другие типы лестниц: визуально между ступеньками обычно нет просвета, конструкция лестничного марша монолитна, и человек поднимается по ней без страха проломить ступеньку.

Лестницы на косоурах: преимущества и недостатки металлоконструкций и железных лестниц

Данная металлоконструкция лестницы предполагает наличие балки, которая является несущей для всех ступеней. Косоур является и ребром жесткости для лестницы любой формы. Балка может быть выполнена в виде трубы или швеллера – в зависимости от дизайна и предполагаемой нагрузки.

Лестница на косоурах является более надежной и основательной, чем другие типы лестниц: визуально между ступеньками обычно нет просвета, конструкция лестничного марша монолитна, и человек поднимается по ней без страха проломить ступеньку.

Если к тому же это сделанные на металлоконструкциях железные лестницы, то ступени чрезвычайно прочны и не будут скрипеть, как деревянные. Однако при неоспоримых преимуществах этого типа лестниц, они не лишены некоторых недостатков:

  • лестницы на косоурах занимают достаточно много места в пространстве помещения;
  • при необходимости замены одной ступеньки придется разбирать всю конструкцию;
  • лестница очень тяжела, за счет чего ее трудно доставлять.

Суммируя все вышеизложенные недостатки, можно посоветовать выбирать лестницы на косоурах тому, кто готов уделить лестнице в доме или офисе достаточное пространство. Деревянные или металлоконструкции лестниц будут визуально доминировать на том участке, где расположен лестничный марш. В зависимости от формы косоура лестница может быть прямой, поворачивать под углом, закругляться и т.п.

Лестницы на косоурах, в отличие от лестниц на больцах, обычно изготавливаются целиком (балка-косоур вместе со ступеньками), затем прикрепляются к стене. Косоур может быть прямым, изогнутым, ступенчатым. Для узких ступенек обычно используют цельный косоур, для более широких – два боковых. Если ширина ступеньки больше 2,5 метров, рекомендуют поставить третий, центральный косоур.

Косоуры из бетона и железобетона

Косоуры из этих материалов имеют одно существенное преимущество. Дело в том, что бетонный лестничный марш считается самым надежным и долговечным. Проекты таких конструкций можно разделить на:

  • типовые;
  • индивидуальные.

Типовые элементы чаще всего встречаются в типовых многоэтажных застройках и общественных зданиях. Подъездные лестничные марши отливаются на заводах. Такие конструкции являются монолитными. Также заводы железобетонных конструкций выпускают отдельно ступени и косоуры. К таким изделиям дополнительно понадобятся металлические крепежные элементы. Бетонные изделия могут выглядеть индивидуально, принимая интересные интерьерные формы, задуманные дизайнером. В таком случае красота будет стоить довольно дорого. При изготовлении бетонной конструкции своими руками необходимо:

  1. Соорудить водонепроницаемую опалубку, чтобы раствор удерживался внутри неё.
  2. Из арматуры необходимо предварительно сварить каркас лестничного марша и поместить его внутри опалубки.
  3. Заполнить пустоты бетоном, утрамбовывая по ходу заливки раствор.
  4. После полного застывания цементного раствора, можно приступать к облицовочным работам.

Типовые элементы чаще всего встречаются в типовых многоэтажных застройках и общественных зданиях. Подъездные лестничные марши отливаются на заводах. Такие конструкции являются монолитными. Также заводы железобетонных конструкций выпускают отдельно ступени и косоуры. К таким изделиям дополнительно понадобятся металлические крепежные элементы. Бетонные изделия могут выглядеть индивидуально, принимая интересные интерьерные формы, задуманные дизайнером. В таком случае красота будет стоить довольно дорого. При изготовлении бетонной конструкции своими руками необходимо:

Что такое косоуры: лестницы из металла своими рукам

В современных условиях развития дизайна интерьера в квартирах и домах можно часто встретить лестницы, в основе конструкции которых использованы косоуры. Косоуры – это особые детали лестничной конструкции, несущие стойки, на которые крепятся ступени лестницы. Подобные несущие элементы используются для обеспечения надежного крепления лестницы. Таким образом, при установке косоуров с гребенкой по верху сбоку лестницы остаются видны лишь торцы ступеней.

Лестница на косоуре

Основной функцией косоуров является обеспечение хорошего и прочного крепления ступеней к несущим балкам. Близким по типу конструкции с косоурами является конструкция лестницы на тетиве, однако, в данном случае, марш лестницы прикрепляется прямо в пазы, которые расположены внутри всей конструкции лестницы.

Лестница на тетиве

При использовании косоуров, ступени, как правило, располагаются сверху опорной конструкции. Кроме того, в подобном случае возникает необходимость делать специальные вырезы, которые будут служить для укладывания поступи.

Лестница на трех косоурах с вырезами для поступей


При использовании косоуров, ступени, как правило, располагаются сверху опорной конструкции. Кроме того, в подобном случае возникает необходимость делать специальные вырезы, которые будут служить для укладывания поступи.

Лестница на косоурах

1 950 р.
за 1 м 2

Через 1 час Вы получите расчет стоимости перегородок и дверей из закаленного стекла по цене от 1 950 руб. за м 2

* Засекайте время после связи с менеджером

Лестницы – необходимый атрибут двух-, трех- или многоэтажных домов. Они соединяют между собой этажи, позволяют спуститься в подвал, погреб, забраться на чердак. Кроме своей функциональности лестницы в частном доме решают важную эстетическую задачу, украшая интерьер при помощи дополнительных элементов: балясин, перил, опорных столбов и пр. Лестницы могут располагаться вдоль стен, по центру помещения и даже снаружи дома.

Через 1 час Вы получите расчет стоимости перегородок и дверей из закаленного стекла по цене от 1 950 руб. за м 2

Деревянные балки

Чаще всего косоурные лестницы делают из двух балок. Качество опорных элементов, а также будущего с ними лестничного сооружения зависит от тех материалов, которые используют для их изготовления. Наилучшими породами дерева будут бук, дуб и клен, которые отличаются высокой твердостью.

Ширина подобранных досок должна быть в пределах 20–30 см, а толщина – 6–8 см. Материал подбирают без сучков и трещин; доски должны быть гладкие, ровные и прочные. С меньшей шириной и толщиной массива обязательно делают центральный косоур, который повысит надежность лестницы.

Толщина досок зависит от высоты планируемой конструкции: для высокого сооружения необходимы более толстые и прочные элементы.

При выборе деревянного косоура необходимо учитывать, что для всех элементов лестничного строения должна быть использована одна порода дерева.

Косоуры могут быть ступенчатые или с кобылками.


Сегодня существует немало вариантов лестниц на косоурах. Фото конструкций в различном исполнении можно найти в интернете. Традиционными материалами для изготовления косоуров являются дерево, металл и бетон.

Технология изготовления металлических косоуров: ломаный косоур своими руками

Технологий изготовления лестницы на металлическом косоуре великое множество. Самый популярный: ломаный косоур или ломаный металлокаркас. Кому как больше нравится. Эта статья посвящена изготовлению ломаного косоура своими руками из профильной трубы. Собрать такой каркас самостоятельно можно. Вам понадобятся специальное оборудование и знания, о которых ниже.

1. Материал косоура

Мы в своем производстве используем профильную трубу 100*50*3 мм и 120*60*4 мм. Почему так. Тут важную роль для нас играет высота и ширина профильной трубы. Чем выше стенка трубы (в нашем случае 100 или 120 мм), тем выше жесткость при вертикальных нагрузках. В меньшей степени тут важна толщина стенки трубы. 3-4 мм вполне достаточно. Если брать меньший профиль и толщину стенки, то такой косоур будет пружинить и ему для устойчивости понадобятся дополнительные опоры. Нам это нужно? Нам это не нужно!
2. Шов трубы
Важно при выборе профиля, чтобы шов трубы располагался на узкой ее стороне. Т.е. на стороне 50 мм. Такая профильная труба выглядит аккуратно после покраски. Большинство швов скроется под ступенями, а вертикальные – за подступенками. Он очень хорошо скрывается структурной порошковой краской. Если шов будет сбоку, на широкой стороне, то его гарантированно придется шпатлевать. Никакая покраска его не скроет. Это удорожание, это риск, что шов останется не зашпатлёванным. Кроме того, после шпатлевки о порошковой покраске можно забыть: большие пласты шпатлевки могут отколоться при высокотемпературной сушке, порошковая краска очень плохо наносится на шпатлевку в принципе.

Читайте также:  Кронштейн для карниза - побор размера, варианты декора и особенности применения

Перейдем непосредственно к технологии изготовления ломаного металлокаркаса лестницы.
3. Следующий этап- нарезка заготовок
Главное условие для правильного изготовления косоура: ленточная пила. Ровные, с углом точно в 45 градусов, одинакового размера, заготовки можно нарезать только на точном оборудовании. Одно из них- ленточная пила. В нашей прошлой работе мы писали, что без такой пилы невозможно сделать качественные заготовки для каркаса. Ни труборезы с большими дисками, ни мастера с 30 летним стажем тут не помогут. Человеческий фактор возьмет свое. Сначала криво отрежут, потом криво заварят дыры, потом криво зачистят. В итоге – кривая лестница. Нам это нужно? Нам это не нужно! И, следовательно, режем только на ленточной пиле!

При изготовлении лестницы на металлическом каркасе нужно учитывать фактор надежности сварных швов. После нарезки обязательно снимаем фаски в местах стыка заготовок. Это обязательное условие. Если не снять фаски, то шов после сварки ляжет сверху металла. Провар будет незначительным. А после зачистки могут появиться микротрещины. Такой шов очень ненадежен. А при условии, что по лестнице будут ходить люди, это просто не допустимо! Фаски снимаем обязательно, тогда стык будет проварен полностью и надежность конструкции не будет вызывать сомнений.

5. Сверлим отверстия для крепления ступеней
Мы используем для крепления шурупы по дереву толщиной 6 мм. Толстый шуруп исключает вероятность скрипа в местах соединения. Шурупы 3-4 мм могут скрипеть. Протянуть их довольно сложно. Можно попросту сорвать шлицы шурупа и тогда протяжки не получится. У шурупов 6 мм шестигранная головка. Протягивается очень легко. Отверстие под шуруп- изнанка. Сверлим мы его обязательно со стороны шва, чтобы скрыть его под ступенью. А с лицевой, видимой стороны, мы сверлим отверстие 16 мм. Оно нужно, чтобы закрутить шуруп с помощью биты внутри профильной трубы. Такое отверстие потом закроется композитной заглушкой в цвет косоура. Все отверстия сверлятся строго по кондуктору. Они должны быть одинаковы везде.

Апдейт 12.04.2017 года. Мы больше не используем саморезы для крепления ступеней к каркасу. Это не эффективно. Отверстия со временем начинают разбиваться, саморезы скрипеть. Хоть 6 мм, хоть 8 мм. Теперь мы крепим ступени только на дюбели Fisher. Это приводит к конечному удорожанию продукта, но окупается сторицей.

6. Сборка ломаного косоруа
Первое, что нужно для сборки – это ровный стол. Ровный стол= ровный каркас. Даже хороший металлический стол не подойдет нам. Т.к. он ограничен в размерах и при сварке образуется сильное напряжение по всей длине металлокаркаса. Стол может просто не справиться с нагрузкой и его погнет вместе с косоуром. Для сборки лестниц мы изготовили специальную направляющую из двух профильных труб 100*100. Она жесткая, она ровная, она длинная. То, что нужно.

При сборке все заготовки обязательно прихватываются к направляющей. Чтобы не повело после сварки. А перед тем, как отрезать косоур от направляющей, ему нужно обязательно дать остыть. Если заготовки сделаны правильно, то шов получается ровный и требует меньшей обработки.

7. Следующий этап- зачистка
Это самый ответственный процесс. Довести плоскость до идеальной не всегда возможно с первого раза. Иногда приходится дополнительно подваривать раковины, которые «проглядели» при сварке. Лучше подварить, чем использовать шпатлевку.

8. Контрольная сборка и осмотр недостатков
После того, как наши косоуры сварены, зачищены, отверстия просверлены, мы проводим контрольную сборку. Проверяем точность размеров, качество зачистки, подгонку отверстий в модулях. Будет очень смешно, если на монтаже не подойдут размеры или не влезут какие-нибудь болты.

9. На этом этапе можно отправлять металлокаркас на покраску. Но мы, специально для написания этой статьи, примерили его в помещении. Сборка косоура на объекте: 1-2 часа вместе с креплением в пол и стену. Ни сварки, ни пыли, ни грязи. Наши лестницы можно устанавливать в помещения с завершенным ремонтом, не опасаясь за сохранность интерьера. Технология запатентована нами и не имеет аналогов по скорости и качеству исполнения. Со сборкой такой лестницы можно справиться самостоятельно.

Все подошло идеально. Теперь лестница разбирается и уезжает на покраску.

После покраски монтаж этого каркаса занял 50 минут:

Осталось установить ступени и перила, но уже сейчас, я думаю, вам стало понятно: изготовление ломаного косоура, да еще и своими руками – дело не простое и требующее специальных знаний, навыков и оборудования. Выбирайте правильных подрядчиков и ваша лестница будет радовать вас долгие и долгие годы!

5. Сверлим отверстия для крепления ступеней
Мы используем для крепления шурупы по дереву толщиной 6 мм. Толстый шуруп исключает вероятность скрипа в местах соединения. Шурупы 3-4 мм могут скрипеть. Протянуть их довольно сложно. Можно попросту сорвать шлицы шурупа и тогда протяжки не получится. У шурупов 6 мм шестигранная головка. Протягивается очень легко. Отверстие под шуруп- изнанка. Сверлим мы его обязательно со стороны шва, чтобы скрыть его под ступенью. А с лицевой, видимой стороны, мы сверлим отверстие 16 мм. Оно нужно, чтобы закрутить шуруп с помощью биты внутри профильной трубы. Такое отверстие потом закроется композитной заглушкой в цвет косоура. Все отверстия сверлятся строго по кондуктору. Они должны быть одинаковы везде.

Усиление металлических косоуров.

Страница 1 из 212>
Stanislavmg
Посмотреть профиль
Посетить домашнюю страницу Stanislavmg
Найти ещё сообщения от Stanislavmg

Вложения

АС_лестница-АС-12 План ЛС и ПБ.pdf (46.8 Кб, 584 просмотров)
Stanislavmg
Посмотреть профиль
Посетить домашнюю страницу Stanislavmg
Найти ещё сообщения от Stanislavmg
Stanislavmg
Посмотреть профиль
Посетить домашнюю страницу Stanislavmg
Найти ещё сообщения от Stanislavmg
если прогиб косоура длиной 5,7м, составляет 2см, а это меньше чем максимально допустимый 2,85см, то усиливать его не имеет смысла, так что-ли?

Длину нужно брать не по проекции, а реальную длину косоура, а вот нагрузку нужно брать с учетом косинуса угла – это для расчета прогиба.

Расчет дайте, поглядим где ошиблись. В любом случае усиливать надо. Про длину уже написали, это ошибка номер раз и существенная. Ошиблись вы как раз на расчете прогиба, там и ищите.

Stanislavmg
Посмотреть профиль
Посетить домашнюю страницу Stanislavmg
Найти ещё сообщения от Stanislavmg

Уважаемый, мне предложили расчет показать, я просто рассказал как считал, а не старался кого-то лохом обозвать. И так понятно что у меня была ошибка в расчете, только я не понимал почему, спасибо умным людям – разобрался. Теперь я предложил поставить 3 косоур, потому что в варианте с приваркой трубы к нижнему поясу не проходит сечение по моменту инерции.

Так граждане инжинеры, чет у нас уже до фанатизма дошло.
Хоть и было мне лень, но пришлось считать. Итак:
Нагрузка швеллера 18П: Собственный вес не указан, взял 200кг/м2, кратковременная 410кг/м2. Грузовая площадь 1.065/2=0.53м
Итого: (200+410)0.53=323.3кг/м (всего-то).
Имеем: От собственного веса прогиб 5мм; от кратковременной 8.5мм. В сумме 13.5мм.
Явно меньше предельно допустимого 1/200=5700/200=28.5мм
Единственное, что не проходит, это п.4 табл. 19 СНиП “Нагрузки и воздействия”. Прогиб составляет 1.2мм вместо 0,7. Прикол в том, что этот пункт даже в серийных лестницах не выполняется ибо это для “обеспечение благоприятных впечатлений от внешнего вида конструкций”. Но есть еще пункт 10.10 (Физиологический), по которому и надо проверять. Для самого тяжелого варианта табл.3 (залы, торговые) у меня получилось 12.6мм. У нас 13.5мм, Что не критично.

Так что зря мы тут человека пугаем. 0.7мм конечно гуд, но очень уж большой расход металла. В сериях 18П и даже 16П на такие пролеты и у меня пока никаких проблем с ними не было ( 18П не качаетсо точно на 6м). Так что отставить панику, ничего усиливать не надо.
А вот почему на 2см провисло непонятно. Или изначально кривой, или что-то монтажники намудрили. Там случайно большого кол-ва сварных швов по верхнему поясу нет? А то мож тупо стянуло?

З.Ы. И “опыт” сволочь молчал же в тряпочку. Сразу надо было считать, а я повелся на эти “провисло на 2см”.

Уважаемый Yuzer
Косоуры раскреплены ступенями и образуют жесткий диск. Не надо никаких свяхей там.

Так что зря мы тут человека пугаем. 0.7мм конечно гуд, но очень уж большой расход металла. В сериях 18П и даже 16П на такие пролеты и у меня пока никаких проблем с ними не было ( 18П не качаетсо точно на 6м). Так что отставить панику, ничего усиливать не надо.
А вот почему на 2см провисло непонятно. Или изначально кривой, или что-то монтажники намудрили. Там случайно большого кол-ва сварных швов по верхнему поясу нет? А то мож тупо стянуло?

Методы борьбы с коррозией

Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

  • Нанесение поверхностных атмосферостойких покрытий;
  • Поверхностная металлизация;
  • Легирование металла элементами, обладающими большей стойкостью к участию в окислительно-восстановительных реакциях;
  • Изменение химического состава окружающей среды.

Выбор подходящего способа защиты поверхности от образования ржавчины определяется условиями, в которых работает данная деталь или конструкция. Наиболее эффективны следующие методы:

Коррозии металлов: виды и способы защиты

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1. Коррозия (от латинского « corrodere » разъедать) – самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.

2. Виды коррозии: химическая и электрохимическая

I . Химическая – коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с веществами, содержащимися в окружающей среде, при этом происходит окислительно-восстановительное разрушение металла без возникновения электрического тока в системе.

К химической коррозии относятся:

Читайте также:  Как можно организовать красивый сад дома?

газовая коррозия – коррозионное разрушение под воздействием газов при высоких температурах;

коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

– химическая коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с газами.

Основной окислитель – кислород воздуха.

Процессы химической коррозии железа:

2 Fe + O 2 = 2 FeO

3 Fe + 3 O 2 = FeO · Fe 2 O 3 (смешанный оксид железа ( II , III ) )

4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 O = 4 Fe ( OH )3 (на воздухе в присутствии влаги)

Fe ( OH )3 t ° C → H 2 O + FeOOH (ржавчина)

2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3

Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах

Жидкости-неэлектролиты – это жидкие среды, которые не являются проводниками электричества. К ним относятся: органические (бензол, фенол, хлороформ, спирты, керосин, нефть, бензин); неорганического происхождения (жидкий бром, расплавленная сера и т.д.). Чистые неэлектролиты не реагируют с металлами, но с добавлением даже незначительного количества примесей процесс взаимодействия резко ускоряется. Например, если нефть будет содержать серу или серосодержащие соединения (сероводород, меркаптаны) процесс химической коррозии ускоряется. Если вдобавок увеличится температура, в жидкости окажется растворенный кислород – химическая коррозия усилится.

Присутствие в жидкостях-неэлектролитах влаги обеспечивает интенсивное протекание коррозии уже по электрохимическому механизму.

Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах подразделяется на несколько стадий:

– подход окислителя к поверхности металла;

– хемосорбция реагента на поверхности;

– реакция окислителя с металлом (образование оксидной пленки);

– десорбция оксидов с металлом (может отсутствовать);

– диффузия оксидов в неэлектролит (может отсутствовать).

Для защиты конструкций от химической коррозии в жидкостях-неэлектролитах на ее поверхность наносят покрытия, устойчивые в данной среде.

II . Электрохимическая – окислительно-восстановительное разрушение сплавов и металлов, содержащих примеси, с возникновением электрического тока в системе.

АНОД (более активный металл) – разрушается

КАТОД (менее активный металл или примесь неметалла, способного + ē) – восстанавливается среда

Ме 0 – n ē → Me n + (процесс окисления)

кислая среда: 2 H + + 2ē → H 2 (процесс восстановления)

влажный воздух: O 2 + 2 H 2 O + 4ē → 4 OH – (процесс восстановления)

Электрохимическая коррозия железной детали с примесями меди во влажном воздухе.

А: Fe 0 – 2ē → Fe 2+ (Окисление)

К: O 2 + 2 H 2 O + 4ē → 4 OH – (процесс восстановления)

Итог: 2 Fe + O 2 + 2 H 2 O = 2 Fe ( OH )2 (белая ржавчина)

4 Fe ( OH )2 + 2 H 2 O + O 2 = 4 Fe ( OH )3 (бурая ржавчина)

III . Защита от коррозии:

1). Металлические покрытия – анодное (покрытие более активным металлом Zn , Cr ) – оцинкованное железо; катодное (покрытие менее активным металлом Ni , Sn , Ag , Au ) – белая жесть (лужёное железо) – не защищает от разрушения в случае нарушения покрытия.

2). Неметаллические покрытия – органические (лаки, краски, пластмассы, резина – гумирование, битум);

неорганические (эмали).

3). Протекторная защита – присоединение пластины из более активного металла ( Al , Zn , Mg ) – защита морских судов.

4). Электрохимическая (катодная) защита – соединение защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Ток идёт в противоположном направлении.

5). Добавление ингибиторов ( в зависимости от природы металла – NaNO 2, Na 3 PO 4, хромат и бихромат калия, ВМС органические соединения), адсорбируются на поверхности металла и переводят его в пассивное состояние.

Задания и вопросы по теме: «Коррозия металлов и сплавов»

№1. При электрохимической коррозии на поверхности анода протекает процесс

А) Восстановления ионов водорода; Б) Окисления металла;

В) Восстановление молекул кислорода; Г) Окисления молекул водорода.

№2. Почему считают, что рядом со стальной коронкой (Fе) не рекомендуется ставить золотую (Аu)?

№3. Вот история, произошедшая с норвежским грузовым судном «Анатина». Трюмы теплохода, направлявшегося к берегам Японии, были заполнены медным концентратом. Корпус судна сделан был из стали. Внезапно судно дало течь. Объясните, что произошло.

№4. Какой из компонентов загрязненного городского воздуха является наиболее коррозионно-активным по отношению к металлам, особенно при повышенной влажности:
а) N2; б) СО; в) SO2.

№5. Рассмотрите рисунок, ответьте на вопросы:

Обратите внимание! В восстановлении кислорода участвуют ионы Н + . Если концентрация Н + понижается (при повышении рН), восстановление О2 затрудняется. Замечено, что железо, находящееся в контакте с раствором, рН которого выше 9–10, не корродирует.

С усилением коррозии в присутствии солей часто сталкиваются автомобилисты в тех местностях, где в зимнее время для борьбы с гололедицей дороги обильно посыпают солью. Влияние солей объясняется тем, что образуемые ионы создают электролит, необходимый для возникновения замкнутой электрической цепи.

  • Определить тип коррозии в каждом стакане.
  • В каких стаканах железный гвоздь прокорродировал сильнее, в каких меньше, а в каких коррозии не подвергся? Почему?
  • Объясните, что усиливает коррозию, а что ее замедляет?

№6. Рассмотрите процесс коррозии при соединении медной трубы с гальванизированной (оцинкованной) стальной трубой, если обе трубы находятся в земле.

№7. Почему цинк не используют при изготовлении консервных банок для покрытия им железа? Почему оцинкованное железо идёт на изготовления вёдер, баков?

№8. Как будет протекать процесс коррозии в том случае, если железную водосточную трубу прибить к дому алюминиевыми гвоздями?

№9. При изготовлении луженого железа (белой жести) – железо покрывают оловом, какое это покрытие – А) Анодное; Б) Катодное? Запишите электродные процессы

№10. Знаменитая Кутубская колонна в Индии близ Дели вот уже полторы тысячи лет стоит и не разрушается, несмотря на жаркий и влажный климат. Сделана она из железа, в котором почти нет примесей. Объясните, почему в данном случае статуя не подвергается коррозии

– подход окислителя к поверхности металла;

Способы защиты металлов от коррозии, виды коррозии металла

Коррозия металла представляет собой его разрушение, как результат окисления под действием химических или электрохимических процессов. Яркими примером такой коррозии является ржавление. Однако разновидностей коррозии металлов немало.

Виды коррозии металла

Существует несколько классификаций коррозии металлов. Так, по виду разрушений выделяют сплошную, местную и точечную коррозии. Первая поражает всю поверхность металла равномерно. При местной коррозии выделяются отдельные коррозионные пятна. А точечная коррозия указывает на начальную стадию поражения и проявляется в отдельных точках разрушений.

По характеру проникновения внутрь металла можно выделить межкристаллитную (интеркристаллитную) и транскристаллитную коррозии. Первая проникает между зернами металла, выбирая наиболее слабые места их соединений. Вторая проходит прямо через зерна металла. Обе опасны тем, что быстро приводят к растрескиванию металла и потере им прочности. При этом поверхность изделия может оставаться нетронутой.

Отдельно в данной классификации можно выделить ножевую коррозию, которая обычно приводит к ровной трещине, располагающейся параллельно сварочному шву. Как правило, она возникает при использовании металлических изделий в агрессивных средах.

По способу взаимодействия металла со средой принято выделять химическую и электрохимическую коррозию. металла. При химической атомы металла связываются с атомами действующих на него окислителей, входящих в состав среды. Как правило, это происходит при взаимодействии со средой, не являющейся проводником электричества. При электрохимической коррозии катионы кристаллической решетки металла связываются с другими составляющими коррозионной среды. При этом сам окислитель заполучает высвободившиеся электроны. Подобный тип коррозии характерен для взаимодействия металлов с растворами или расплавами электролитов.

Можно выделить виды коррозии металла по типу среды, воздействующей на него. Так, выделяют газовую, атмосферную, жидкостную и подземную коррозии. Однако чаще всего речь идет о смешанных типах коррозии, когда на металл воздействует сразу несколько сред.

Методы защиты металлов от коррозии

Существует несколько основных методов защиты металла от коррозии:
– увеличение химического состава металла с целью повышения его антикоррозийных характеристик;
– изоляция поверхности металла антикоррозийными материалами;
– снижение агрессивности среды, в которой производятся и эксплуатируются металлические изделия;
– наложение внешнего тока, обеспечивающего электрохимическую защиту от коррозии.
Таким образом, можно защитить металлические изделия от коррозии до начала их эксплуатации или во время нее.

Мы давно занимаемся проблемой защиты металла от коррозии и можем предложить наилучшие варианты. Самый простой из них и широко применяемый нами – это использование специальных металлических защитных покрытий. Так, применение анодных покрытий увеличивает до максимума отрицательных электрохимический потенциал металла, исключая возможность его коррозии. Катодное покрытие имеет менее выраженное действие и требует нанесения более толстого слоя, но при этом оно значительно увеличивает твердость и износостойкость изделия.

Если рассматривать виды покрытия с точки зрения их получения, то можно выделить химическое и электролитическое осаждения, горячее и холодное нанесения, металлическое напыление, плакирование и термодиффузионную обработку.

Одним из самых популярных способов защиты металла от коррозии является нанесение неметаллических составов. Это может быть пластик, керамика, каучук, битум, полиуретан, лакокрасочные составы и многое другое. Причем последние представляют собой наиболее широкий ассортимент и могут применяться в зависимости от условий среды, в которых будет использоваться изделие. Так выделяют лакокрасочные покрытия, устойчивые к действиям воды, атмосферы, химическим растворам и т. д.

Для смягчения действия коррозионной среды можно ввести в нее небольшое количество ингибиторов, которые приводят к нейтрализации или обескислороживанию среды и образуют адсорбционную пленку, защищающую поверхность металла. При этом пленка может в некоторой степени изменить электрохимические показатели металлов.

Электрохимическая коррозионная защита металлов заключается в катодной или анодной поляризации (внешнем воздействии тока). Это также возможно осуществить путем присоединения к металлическому изделию протекторов, замедляющих коррозию.

В современном производстве большое значение уделяется разработке устойчивых к коррозии металлических сплавов. Например, коррозионная устойчивость значительно повышается при добавлении в железный сплав хрома и никеля. Магниевые сплавы с этой же целью легируются марганцем, а никелевые – медью.

Проблеме защиты металлической продукции от коррозии наша компания «Черметком» уделяет большое внимание, нанося специальные покрытия, производя обработку изделий из металла электрическим током или выполняя протекторную защиту. У нас вы также можете приобрести изделия, созданные из устойчивых к коррозии сплавов. Причем металл и продукцию из него можно купить на наших складах в Москве или заказать их изготовление по индивидуальному проекту.

Дополнительная вкладка, для размещения информации о магазине, доставке или любого другого важного контента. Поможет вам ответить на интересующие покупателя вопросы и развеять его сомнения в покупке. Используйте её по своему усмотрению.

Вы можете убрать её или вернуть обратно, изменив одну галочку в настройках компонента. Очень удобно.

По способу взаимодействия металла со средой принято выделять химическую и электрохимическую коррозию. металла. При химической атомы металла связываются с атомами действующих на него окислителей, входящих в состав среды. Как правило, это происходит при взаимодействии со средой, не являющейся проводником электричества. При электрохимической коррозии катионы кристаллической решетки металла связываются с другими составляющими коррозионной среды. При этом сам окислитель заполучает высвободившиеся электроны. Подобный тип коррозии характерен для взаимодействия металлов с растворами или расплавами электролитов.

Читайте также:  Кухонный уголок, размеры, конфигурации, советы по выбору и размещению

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

Оксидные пленки, у которых α 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

металлоксидαметаллоксидα
KK2O0,45ZnZnO1,55
NaNa2O0,55AgAg2O1,58
LiLi2O0,59ZrZrO21.60
CaCaO0,63NiNiO1,65
SrSrO0,66BeBeO1,67
BaBaO0,73CuCu2O1,67
MgMgO0,79CuCuO1,74
PbPbO1,15TiTi2O31,76
CdCdO1,21CrCr2O32,07
AlAl2­O21,28FeFe2O32,14
SnSnO21,33WWO33,35
NiNiO1,52

Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических.

Коррозия металлов и способы защиты от нее

Коррозия – это процесс разрушения металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе.

Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры.

  • Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности.
  • Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии.
  • Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.

Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия сопровождается химическими реакциями. Как правило, химическая коррозия металлов происходит при действии на металл сухих газов, её также называют газовой.

При химической коррозии также возможны процессы:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Как правило, такие процессы протекают в аппаратах химических производств.

Электрохимическая коррозия – это процесс разрушения металла, который сопровождается электрохимическими процессами. Как правило, электрохимическая коррозия протекает в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов.

В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе.

При этом электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово).

В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к меди, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии:

Fe –2e = Fe 2+

На поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода:

2H + + 2e → H2

O2 + 2H2O + 4e → 4OH –

Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы:

Анод: Fe –2e → Fe 2+

Катод: 2H + + 2e → H2

Суммарная реакция: Fe + 2H + → H2 + Fe 2+

Если реакция проходит в атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и происходят процессы:

Анод: Fe –2e → Fe 2+

Катод: O2 + 2H2O + 4e → 4OH –

Суммарная реакция:

Fe 2+ + 2OH Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O → 4Fe(OH)3

При этом образуется ржавчина.

  • Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности.
  • Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии.
  • Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.

Коррозия металлов.Способы защиты от коррозии

Коррозия – самопроизвольный процесс и соответственно протекающий с уменьшением энергии Гиббса системы. Химическая энергия реакции коррозионного разрушения металлов выделяется в виде теплоты и рассеивается в окружающем пространстве.

Коррозия приводит к большим потерям в результате разрушения трубопроводов, цистерн, металлических частей машин, корпусов судов, морских сооружений и т. п. Безвозвратные потери металлов от коррозии составляют 15 % от ежегодного их выпуска. Цель борьбы с коррозией – это сохранение ресурсов металлов, мировые запасы которых ограничены. Изучение коррозиии разработка методов защиты металлов от нее представляют теоретический интерес и имеют большое народнохозяйственное значение.

Ржавление железа на воздухе, образование окалины при высокой температуре, растворение металлов в кислотах – типичные примеры коррозии. В результате коррозии многие свойства металлов ухудшаются: уменьшается прочность и пластичность, возрастает трение между движущимися деталями машин, нарушаются размеры деталей. Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая, коррозия – разрушение металлов путем их окисления в сухих газах, в растворах неэлектролитов. Например, образование окалины на железе при высокой температуре. В этом случае образующиеся на металле оксидные плёнки часто препятствуют дальнейшему окислению, предотвращая дальнейшее проникновение к поверхности металла как газов, так и жидкостей.

Электрохимической коррозией называют разрушение металлов под действием возникающих гальванических пар в присутствии воды или другого электролита. В этом случае наряду с химическим процессом – отдача электронов металлами, протекает и электрический процесс – перенос электронов от одного участка к другому.

Этот вид коррозии подразделяют на отдельные виды: атмосферную, почвенную, коррозию под действием «блуждающего» тока и др.

Электрохимическую коррозию вызывают примеси, содержащиеся в металле, или неоднородность его поверхности. В этих случаях при соприкосновении металла с электролитом, которым может быть и влага, адсорбируемая на воздухе, на его поверхности возникает множество микрогальванических элементов. Анодами являются частицы металла, катодами – примеси и участки металла, имеющие более положительный электродный потенциал. Анод растворяется, а на катоде выделяется водород. В то же время на катоде возможен процесс восстановления кислорода, растворённого в электролите. Следовательно, характер катодного процесса будет зависеть от некоторых условий:

кислая среда: 2Н + + 2ē = Н2 (водородная деполяризация),

нейтральная среда: O2+2H2O+4e − =4OH − (кислородная деполяризация).

В качестве примера рассмотрим атмосферную коррозию железа в контакте с оловом. Взаимодействие металлов с каплей воды, содержащей кислород, приводит к возникновению микрогальванического элемента, схема которого имеет вид

Более активный металл (Fе) окисляется, отдавая электроны атомам меди и переходит в раствор в виде ионов (Fe 2+ ). На катоде протекает кислородная деполяризация.

Способы защиты от коррозии. Все методы защиты от коррозии можно условно разделить на две большие группы: неэлектрохимические (легирование металлов, защитные покрытия, изменение свойств коррозионной среды, рациональное конструирование изделий) и электрохимические (метод проектов, катодная защита, анодная защита).

Легирование металлов – это эффективный, хотя и дорогой метод повышения коррозионной стойкости металлов, при котором в состав сплава вводят компоненты, вызывающие пассивацию металла. В качестве таких компонентов применяют хром, никель, титан, вольфрам и др.

Защитные покрытия – это слои, искусственно создаваемые на поверхности металлических изделий и сооружений. Выбор вида покрытия за- висит от условий, в которых используется металл.

Материалами для металлических защитных покрытий могут быть чистые металлы: цинк, кадмий, алюминий, никель, медь, олово, хром, серебро и их сплавы: бронза, латунь и т. д. По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их можно разделить на катодные (например, на стали Cu, Ni, Ag) и анодные (цинк на стали). Катодные покрытия могут защищать металл от коррозии лишь при отсутствии пор и повреждений покрытия. В случае анодного покрытия защищаемый металл играет роль катода и поэтому не корродирует. Но потенциалы металлов зависят от состава растворов, поэтому при изменении состава раствора может меняться и характер покрытия. Так, покрытие стали оловом в растворе H2SO4 – катодное, а в растворе органических кислот – анодное.

Неметаллические защитные покрытия могут быть как неорганическими, так и органическими. Защитное действие таких покрытий сводится в основном к изоляции металла от окружающей среды.

Электрохимический метод защиты основан на торможении анодных или катодных реакций коррозионного процесса. Электрохимическая защита осуществляется присоединением к защищаемой конструкции (корпус судна, подземный трубопровод), находящейся в среде электролита (морская, почвенная вода), металла с более отрицательным значением электродного потенциала – протектора.

Коррозия – самопроизвольный процесс и соответственно протекающий с уменьшением энергии Гиббса системы. Химическая энергия реакции коррозионного разрушения металлов выделяется в виде теплоты и рассеивается в окружающем пространстве.

Добавить комментарий