ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Вам в помощь представлены эксперты и мастера реставраторы.
 

В атмосферном воздухе, кроме газовых примесей, содержится большое количество мелкодисперсных твердых и жидких частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Эти частицы имеют различное происхождение: а) космическая пыль, попадающая из мирового пространства; б) частицы почвы и выветриваемых горных пород; в) частицы дыма, золы и сажи, образующиеся в топках и печах промышленных предприятий, котельных и т. п.; г) микроорганизмы, пыльца растений, частицы органических веществ [14, 56].

Количество пыли в воздухе промышленных районов может быть очень высоким. Так, в Англии на 1 м2 земли ежегодно оседает 1,2— 1,4 кг сажи и пыли. В окрестностях Москвы на высоте 100 м было

зарегистрировано 1550 частиц пыли в 1 см3 [14]. По данным Санитарно-эпидемиологической станции г. Москвы, количество пыли в воздухе столицы достигает 0,5 мг/м3. Общее количество осаждающихся химически активных твердых минеральных частиц, в первую очередь сульфатов, в промышленных районах может составлять в сутки до 22 мг/м2 [55].

В воздухе приморских районов имеются, кроме того, взвешенные мелкие твердые частички морских солей, главным образом хлористого натрия. Концентрацию солей в воздухе определяют по их количеству, оседающему на поверхности образца за сутки. Наибольшее количество солей — в воздухе северных приморских районов (побережье Баренцева моря), где максимальное содержание соли достигает в сутки сотен миллиграммов на 1 м2. В воздухе Черноморского побережья количество солей в десятки раз меньше и лишь ненамного превосходит их количество в сельской местности — среднегодовые величины равны соответственно 2,5 и 1,7 мг/м2-сутки (табл. 5).


ТАБЛИЦА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА ВОЗДУХА НА СОДЕРЖАНИЕ СОЛЕЙ В МЕСТАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ СТАНЦИЙ ИФХ [55]

Место отбора пробы Сезон Концентрация солей, в пересчете на ион Сl— мг/мг-сутки Место отбора пробы Сезон Концентрация солей, в пересчете на ион С1— мг/мг-сутки
Москва (промышленная атмосфера) Зима Батуми (морская атмосфера) Зима 2,0
Весна 6,5 Весна 2,2
Лето 10,0 Лето 2,4
Осень 22,0 Осень 2,8
Звенигород (сельская атмосфера) Зима __ Побережье Баренцева моря (морская атмосфера) Зима __
Весна 2,5 Весна
Лето 2,0 Лето 45,0
Осень 2,3 Осень 523,5

Оседая на поверхности скульптуры и других памятников из меди и ее сплавов, твердые частицы серьезно влияют на скорость образования патины, на ее состав, строение и свойства.

Наибольшее влияние на ход процесса оказывают частицы диссоциирующих водорастворимых соединений, таких как хлористый натрий NaCl и сернистый аммоний (NH4)2•SO4 [14]. Частицы этих соединений весьма коррозионноактивны, так как непосредственно воздействуют на металл. При этом критическая влажность понижается и коррозия в присутствии таких частиц начинается при более низкой относительной влажности воздуха. Оба соединения гигроскопичны, особенно хлористый натрий, способный адсорбировать влагу из сравнительно сухого воздуха (табл. 6).


ТАБЛИЦА 6. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ГИГРОСКОПИЧНОСТИ СУЛЬФАТА АММОНИЯ И ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ [14]

Соль Н, % Увеличение массы, % при длительности воздействия атмосферы, дни Соль Н, % Увеличение массы, % при длительности воздействия атмосферы, дни
1-й 3-й 7-й 14-й 1-й 3-й 7-й 14-й
Сульфат аммония 58 __ __ __ __. Хлористый натрий 58 __ __ __  
70 70 0,14 0,4 1,0 2,0
80 5,0 80 3,1 9,5 22,5 43,5
89 7,5 25,0 57,0 108,0 89 13,0 43,0 96,0 190,0
94 15,0 46,0 107,0 185,0 94 21,0 61,0 140,0 280,0
97 21,0 67,0 153,0 243,0 97 28,0 82,0 182,0 314,0

В связи с этим, памятники, находящиеся в районах с высоким содержанием хлористого натрия, в меньшей степени — в районах с высоким содержанием сульфата аммония, при прочих равных условиях более продолжительное время находятся в увлажненном состоянии, что значительно ускоряет образование патины. Ускорение этого процесса в присутствии твердых частиц химически активных веществ связано с образованием таких продуктов коррозии, которые по химическим свойствам имеют более слабые защитные качества, чем продукты, образующиеся в чистой атмосфере. Это означает, что в тех районах, где воздух содержит большое количество агрессивных твердых частиц, патина хотя и образуется быстрее, но может иметь худшие свойства.

Рис. 11. Влияние концентрации SO2 при минимальной концентрации NaCl (а) и NaCl при минимальной концентрации SO2 (б) на коррозию меди за 100 ч в атмосферных условиях [61]. Условные обозначения: В — Батуми; З — Звенигород; М — Москва; С — север, побережье Баренцева моря


Особенно серьезную роль в образовании патины играет хлористый натрий, попадающий на поверхность памятников, расположенных в приморских районах, благодаря морскому прибою и выносу соли воздушными потоками.

Долгое время в литературе было распространено мнение, что в условиях морского климата хлориды — главный фактор, способствующий коррозии, и что поэтому патина памятников, находящихся вблизи морского побережья, состоит преимущественно из хлористых соединений меди [4, 11, 12]. В настоящее время имеется основание считать, что в условиях промышленно-морской атмосферы хлориды отнюдь не играют решающей роли в образовании патины. Такое предположение основано на результатах исследования состава патины старинных памятников, находящихся в Ленинграде и его пригородах, Таллине, Севастополе, Одессе, а также в Лондоне и других городах Англии [15]: хлориды в виде основных солей меди состава CuCl2•3Cu(OH)2 обнаружены лишь на небольшой части обследованных памятников и только в смеси с основными сульфатами.

Отсюда вытекает, что хотя присутствие хлористого натрия в воздухе некоторых районов и сказывается на составе патины, но это влияние не является главным. Отрицательного влияния на свойства патины хлористый натрий не оказывает. Вполне вероятно, что в районах с более высоким содержанием хлористого натрия и с меньшей концентрацией сернистого газа в атмосфере, например на побережье Баренцова моря, содержание хлоридов в патине может оказаться более высоким. Но все же основное влияние хлористого натрия, по-видимому, состоит в увеличении скорости процесса формирования зеленой патины.

Особенно заметно ускорение коррозии меди в районах с повышенной влажностью и максимальной концентрацией соли в воздухе, что иллюстрируется рис. 11 [61]. Этими двумя факторами определяются закономерности начальной стадии атмосферной коррозии меди в приморских районах с различной степенью засоленности и влажности воздуха и в районах с промышленной атмосферой. Оказывается, скорость коррозии за 100 ч при максимальной концентрации NaCl (на коррозионной станции ИФХ АН СССР на побережье Баренцова моря) намного выше скорости атмосферной коррозии за это же время при максимальном содержании в воздухе SO2 (на коррозионной станции в Москве). Скорость же коррозии в атмосферных условиях Черноморского побережья (Батуми) незначительно превосходит скорость коррозии в сельской местности (Звенигород). В то же время скорость превращения первичной темной патины в зеленую на Черноморском побережье во много раз больше, чем в Подмосковье, что, по-видимому, связано не только с различиями в составе атмосферного воздуха, но и с разной его влажностью. О влиянии степени увлажнения и количества соли, попадающей на поверхность памятника, очень наглядно можно судить по состоянию патины бронзовых деталей Памятника затоплению кораблей Черноморской эскадры в Севастополе (А.-Г. Адамсон, 1904 г.). База колонны и барельеф памятника, расположенные таким образом, что на них часто попадают брызги морской воды, уже давно полностью покрыты сплошным ровным слоем изумрудно-зеленой патины. Капитель же колонны и фигура орла, укреп ленная на вершине колонны, куда морская вода не попадает даже в шторм, имеют черную патину с незначительными зелеными участками.

Роль твердых частиц в коррозии металлов, а значит в образовании патины на бронзовых и медных памятниках, не ограничивается прямым или косвенным химическим воздействием. Попадающие на поверхность памятников частицы весьма разнообразны по своей природе. Ниже приведены данные о составе вещества, осадившегося на вентиляционном фильтре одного из зданий Лондона [15], % :

Песок 37,99
Уголь (углерод) 35,48
Алюминий 8,34

Сернокислый аммоний 5,77

Сернокислый кальций 5,09

Окись железа 2,44

Углекислый кальций 2,17

Деготь (экстракт CS2) 1,49

Волокнистое вещество 0,95

Углекислый магний 0,33
Хлористый натрий
Следы
~100

Многие из попадающих на памятники частиц нейтральны по отношению к металлу и все-таки сильно влияют на процесс образования патины. Некоторые из них изменяют режим увлажнения поверхности памятников, усиливая капиллярную конденсацию или образуя ядра конденсации. Механизм влияния других частиц, например аморфного углерода, связан со способностью этих частиц адсорбировать из воздуха агрессивные газы и пары и тем самым увеличивать их концентрацию на поверхности памятника по сравнению с концентрацией в окружающем воздухе.

При большом скоплении твердых частиц продукты коррозии прилипают не к металлу, а к этим частицам. Тем самым ухудшается структура патины, ослабляется ее сцепление с поверхностью памятника и снижаются защитные свойства. Скапливаясь на поверхности памятников в течение долгого времени, наслоения пыли, сажи и других твердых частиц пропитываются продуктами коррозии меди, спаиваются с патиной, становятся твердыми и практически не удаляются обычными средствами промывки. Если это произошло задолго до завершения образования патины, этот процесс может почти полностью прекратиться, так как слой грязи изолирует поверхность памятника от атмосферных агентов [20]. В любых случаях подобное наслоение способно необратимо исказить цвет и фактуру патины, резко снизить ее декоративные и защитные свойства. Вследствие химического и физического выветривания на некоторых частях памятника этот слой разрушается и из-под него освобождается патина. Таким образом, памятник приобретает пятнистую окраску, при этом на его поверхности создаются неодинаковые условия для дальнейшего формирования патины.

Отсутствие в воздухе твердых частиц способствует образованию более совершенной патины. Возможно, что именно чистотой воздуха объясняется безупречное качество патины на куполах некоторых зданий, расположенных на очень большой высоте [15].

Первоисточник: 
Естественные защитные пленки на медных сплавах. Калиш М. К., М.,1971
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РЕСТАВРАЦИОННЫХ ОТЧЕТОВ И ДНЕВНИКОВ
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.