Обычный говяжий, свиной и конский жир может заменить дорогие химические составы для защиты металлических деталей сельскохозяйственных машин от ржавчины. Российские учёные провели годовое исследование и выяснили, что природные жиры замедляют коррозию в три-пять раз лучше, чем если металл вообще ничем не обрабатывать. При этом жировые покрытия безопасны для почвы и не требуют смывания перед началом полевых работ.

В проекте «Кампус» Национального аграрного агентства рассказываем подробности.

Исследование выполнила группа специалистов под руководством доктора технических наук, проректора по научной работе и инновациям Казанского государственного аграрного университета (КазГАУ) Марата Калимуллина совместно с кандидатом технических наук, доцентом Анатолием Смирновым и доктором технических наук, профессором Иваном Максимовым из Чувашского государственного аграрного университета (Чувашского ГАУ). 

Проблема ржавчины особенно остро стоит для фермеров в период межсезонного хранения техники — с октября по апрель. Тракторы, комбайны и другие машины простаивают под навесами, а металлические детали покрываются коррозией из-за перепадов температур и высокой влажности. Обычно для защиты используют битум, специальные масла или химические составы, но они стоят дорого и требуют последующего удаления. Главная проблема традиционных защитных составов — их нужно смывать перед началом работ. Если этого не делать, химия попадает в почву во время пахоты или посева. Но на практике большинство хозяйств пропускают этап очистки из-за дополнительных затрат времени и денег.

Учёные решили проверить, могут ли обычные животные жиры справиться с этой задачей. Для эксперимента взяли металлические пластины из стали и покрыли их тремя видами топлёного жира: говяжьим, свиным и конским. Образцы повесили под навесом в деревне под Чебоксарами и наблюдали за ними целый год — с ноября 2019 по сентябрь 2020 года. Каждый месяц исследователи снимали часть образцов, очищали от жира и взвешивали на точных весах. Чем больше металл потерял в весе, тем сильнее его съела коррозия. Параллельно учёные измеряли температуру воздуха и влажность, чтобы понять, при каких условиях ржавчина развивается быстрее всего.

Результаты оказались впечатляющими. Незащищённые пластины начали ржаветь уже в марте, когда температура поднялась выше нуля. Образцы с говяжьим жиром продержались до апреля, а их скорость коррозии была в три раза меньше. Но настоящими чемпионами стали свиной и конский жиры — покрытые ими пластины вообще не заржавели за весь период наблюдений.

«Конский жир показал лучшие результаты, — объясняет Марат Калимуллин. -У него самая низкая температура плавления, поэтому он дольше остаётся в жидком виде и лучше проникает в поры металла. В итоге на поверхности образуется тонкая защитная плёнка, которая не пропускает влагу и кислород».

Секрет защитного действия кроется в составе жиров. Они содержат аминокислоты, которые вступают в реакцию с железом и создают на поверхности металла тонкий оксидный слой. Этот слой работает как барьер между металлом и окружающей средой. У некоторых образцов учёные даже зафиксировали небольшое увеличение веса — значит, защитная плёнка действительно образовалась. Разные жиры ведут себя по-разному при смене температур. Говяжий жир застывает при температуре 34-38 градусов, и в морозы может трескаться и отваливаться кусками. А вот свиной и конский жиры остаются эластичными даже при минусовых температурах, потому что застывают только при 22-32 градусах.

Использование животных жиров дает фермерам сразу несколько преимуществ. Во-первых, это гораздо дешевле промышленных составов. Во-вторых, жир не нужно смывать — он постепенно высыхает и осыпается сам, а остатки безвредны для почвы. В-третьих, наносить жировое покрытие просто — достаточно окунуть деталь в подогретый до 55-60 градусов жир и дать застыть. Исследование длилось почти год и охватило весь период хранения техники в средней полосе России. Ученые выяснили, что коррозия начинает развиваться уже при температуре минус 4-5 градусов, если влажность воздуха превышает 75 процентов. Поэтому защищать технику нужно сразу после окончания полевых работ, не дожидаясь серьезных морозов.