Памятник ржавчине

Л.Н. Стрельникова

pic_2023_11_41.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева
Однажды в Мадриде на бульваре недалеко от музея Прадо я увидела странный павильон кубической формы в два-три этажа. Его глухая торцевая стена смотрела на бульвар. Она была обшита стальными листами. А стальные листы, в свою очередь, были покрыты ровным слоем ржавчины.

Казалось, что на эту торцевую стену натянули гигантский лоскут бархатистой замши глубокого темно-рыжего цвета. Очень красиво!

Помню, я даже подошла и потрогала. Да, ржавчина. Так я и окрестила этот павильон — памятник ржавчине. Одно меня удивляло — как мог образоваться такой ровный и плотный слой? Обычно ржавчина ведь образуется пятнами, что естественно.

А потом самые разные сооружения с такими же ржавыми поверхностями стали попадаться мне и в других европейских городах. Что-то здесь не так, подумала я. И стала наводить справки.

Оказалось, что по невежеству своему я не знала, что существует специальная атмосферостойкая сталь, или кортеновская сталь. В этой стали запрограммирован специальный механизм равномерной коррозии с образованием плотного слоя ржавчины.

Кортеновскую сталь изобрели и запатентовали в 30-е годы прошлого века в США, на крупной сталелитейной компании United States Steel Corporation. Название образовано от слов «CORrosion TENsile», что переводится как стойкая к коррозии. У нас тоже есть аналоги этой стали, которую называют еще атмосферостойкой.

Например, «Северсталь» уже 65 лет выпускает такие атмосферостойкие стали для самых разных целей. Жалко только, что у нее нет красивого названия. Ну что-нибудь вроде «корнет» (cor-net) или «стопкор» (stop-cor). Но нет, никакой красоты. Называется наша сталь коротко и загадочно 14ХГНДЦ. Обычному человеку не говорит ровным счетом ничего. Впрочем, может, в этом и замысел.

Почему эта сталь так красиво, так равномерно ржавеет? Конечно, все дело в составе стали, в легирующих добавках. Фосфор и медь приводят к образованию на открытом воздухе особой толстой и прочной пленки ржавчины. А марганец, никель и хром усиливают способность сопротивляться коррозии.

Вот глупость какая-то, скажете вы. Какая устойчивость к коррозии, если сталь покрывается толстым слоем ржавчины? Так в нем-то все и дело! Ржавчина — она как двуликий Янус, работает в плюс и минус, но ржавчина именно кортеновской стали.

Если ржавчина очень плотная, сплошная, то это уже не ржавчина, а благородная патина. И эта благородная патина служит надежной броней, защищает сталь от дальнейшей коррозии. Потому что у воды и кислорода нет шансов пробраться к металлу через плотный рыжий слой.

Эта атмосферостойкая сталь стала очень популярной в последние годы. Инженеры раскусили все ее достоинства и преимущества. Во-первых, она долговечна, очень выразительна, красиво вписывается в городской пейзаж и природную среду своим теплым натуральным рыжим цветом. А главное — за такой сталью не надо ухаживать, то есть нет эксплуатационных расходов на непрерывную покраску и другие антикоррозионные мероприятия.

Представьте себе крыши из такой стали, которые не ржавеют и не продырявливаются? Красота же!

Действительно, легированную сталь Cor-Ten сегодня где только не используют. Кровельный материал для крыши, панели для фасадов домов, ставни, дверные блоки, оконные рамы, заборы, ландшафтные фигуры, малые архитектурные формы. С кортеном удобно работать. Его можно резать лазером и получать самые разные формы.

Интерес к кортену понятен. Каждый год коррозия съедает 10% всей произведенной за год стали. А то и больше. Разрушаются мосты, гниют системы канализации, нефтепроводы, падают крыши — это все проделки коррозии.

В общем, если посчитать все, то на круг получится 2–4 процента ВВП. Вот во что обходится нам коррозия. А еще есть экологические последствия, когда, например, из-за ржавчины дырявится нефтепровод. Так случилось 20 лет назад в районе города Усинск, в Коми, когда нефть разлилась на тысячи километров. Причем все это происходило в труднодоступной болотистой местности, где мало места для маневра. Последствия катастрофы устраняли почти 15 лет.

Думаю, вероятность столь масштабных катастроф со временем уменьшается. Стальные трубы заменяют на полимерные, налаживается современная система мониторинга нефтепроводов. В конце концов появляются такие прекрасные решения, как кортеновская или атмосферостойкая сталь. Так что мы совершенствуемся в борьбе с коррозией.

Но и ржавчина не собирается сдаваться. У нее есть надежные союзники — не только вода и кислород, но и бактерии. Недавно китайские исследователи выяснили, как анаэробная бактерия Geobacter, которая встречается в речных отложениях, пожирает сталь. Бактерия выпускает длинные белковые электропроводящие нити, прикрепляется этими нитями к поверхности металла и начинает качать из него электроны, то есть окислять сталь.

На поверхности стали, там, где прикрепляются эти нити, образуются небольшие углубления, которые со временем растут и заполняются минералом магнетитом, черным оксидом железа Fe3О4. Он тоже проводит электрический ток, поэтому ускоряет электробиокоррозию. Так что еще одна тайна коррозии раскрыта.

Я очень люблю минерал магнетит, из которого сегодня добывают железо. В природе он растет в виде правильных тетраэдров, которые блестят черной поверхностью с зеленоватым отливом. Сталь, покрытая черным, плотным, мерцающим слоем магнетита, была бы невероятно красива. Но зачем она такая нужна? Красота — основание необходимое, но недостаточное. Нужна польза.

Разные разности
Пишут, что...
…помидоры и томатный сок могут избавлять от кишечных бактерий, таких как сальмонелла… …прогулка на природе улучшает процессы исполнительного контроля в мозге помимо преимуществ, связанных с физическими упражнениями… …женский половой гормон эстра...
Пингвины во сне
Все мы знаем, как важен сон. В этом смысле очень тяжело молодым мамам. Первый месяц-два, когда детеныша надо кормить каждые три часа, о ночном сне можно забыть. И это тяжело, женщины знают. А как животные с этим справляются? Например — птицы? Би...
Долгожители обязаны вирусам
Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которы...
Сердце требует движения
Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.