Protejați metalele împotriva coroziunii

Coroziunea este un proces în care metalul se erodează sub influența diferitelor influențe oxidante ale mediului. Corodarea poate să apară în diferite forme datorită unor cauze diferite. Un exemplu comun este rugina. Ruga apare când se formează oxizi de fier datorită umidității. Coroziunea este o problemă serioasă pentru producătorii de bărci, avioane, mașini, grinzi și alte produse metalice. Atunci când este utilizat metal, de exemplu, ca parte a construcției unui pod, apoi integritatea structurală a acestei componente din metal, care poate fi purtat de coroziune, un factor critic pentru siguranța construcției, pentru toți cei care doresc să folosească acest pod. În pasul 1, veți învăța cum să protejați metalele de coroziune și cum să încetinească procesul de coroziune.

conținut

Metodă

Metoda 1diferențierea tipurilor de coroziune
Metoda 2protecție împotriva coroziunii cu soluții de uz casnic
Metoda 3protecție împotriva coroziunii cu metode electrochimice ale profesioniștilor

Sfaturi
Avertismente
Ce ai nevoie

metodă

Metoda 1
Diferențierea tipurilor de coroziune

Astăzi, multe metale diferite sunt utilizate în construcții și producție, ceea ce înseamnă că producătorii trebuie să ofere protecție împotriva multor tipuri de coroziune. Fiecare metal are propriile proprietăți electrochimice unice, ceea ce duce la anumite tipuri de coroziune (dacă există). În tabelul de mai jos, veți găsi o selecție de metale convenționale și tipuri de coroziune ale acestora.

*Metale convenționale și posibile tipuri de coroziune*
metal	tipuri de coroziune	Măsuri generale de protecție	Factor de activitate galvanică *
Oțel inoxidabil (pasiv)	Coroziune uniformă a suprafeței, coroziune galvanică, coroziune, prăbușire (toate în special în contact cu apă sărată)	Curățarea, acoperirea protectoare sau etanșarea	Scăzut (coroziunea inițială formează un strat de oxid rezistent)
fier	Coroziunea uniformă a suprafeței, coroziunea galvanică, coroziunea crăpăturilor	Curățare, acoperire protectoare sau etanșare, galvanizare, tratament anti-rugina	mare
alamă	Coroziunea uniformă a suprafeței, dezincifierea, fisurarea prin coroziune la stres	Curățarea, acoperirea protectoare sau etanșarea (de obicei, ulei sau lac), aliere cu staniu, aluminiu sau arsen	mediu
aluminiu	Coroziune galvanică, coroziune, fisurare	Curățarea, acoperirea protectoare sau etanșarea, anodizarea, galvanizarea, protecția catodică, izolația electrică	(Coroziunea inițială formează un strat de oxid rezistent)
cupru	Galvanic coroziune, pitting, colorare	Curățarea, acoperirea protectoare sau etanșarea, alierea cu nichel (în special pentru apa sărată)	Scăzut (coroziunea inițială formează o patină rezistentă)

1
Notă: Coloana "Activitate Galvanică" se referă la activitatea chimică relativă a metalului, așa cum reiese din tabelele seriei galvanice din surse particulare. În acest tabel este indicat: cu cât este mai mare activitatea galvanică a metalului, coroziunea galvanică mai rapidă are loc imediat ce apare contactul cu un metal activ mai puțin galvanic.
2
Chiar și coroziunea de suprafață poate fi prevenită prin utilizarea protecției suprafeței metalului. Coroziunea uniformă a suprafeței (denumită și "coroziune uniformă" pentru scurt) este un tip de coroziune care, așa cum sugerează și numele, apare uniform pe o suprafață metalică. În acest tip de coroziune, întreaga suprafață este atacată și progresează în întregime. De exemplu, dacă un acoperiș de fier neprotejat este expus regulat la ploaie, atunci întreaga suprafața acoperișului va veni cu aproximativ aceeași cantitate de ploaie în contact și, astfel, continua fără probleme. Cel mai simplu mod de a proteja împotriva unei astfel de coroziune uniformă este, de obicei, aplicarea unui strat protector care poate fi utilizat ca o barieră între agenții de coroziune a metalului și fungiert.Hierbei luate o serie de măsuri - vopsea sau un sigiliu de ulei „sau“ o solutie electrochimic, cum ar fi galvanizat sigiliu de zinc
- Pentru metalele folosite subteran sau în scufundări, protecția catodică este o opțiune bună.
3
Coroziunea galvanică, pe de altă parte, poate fi prevenită prin întreruperea fluxului de ioni de la un metal la altul. Cu toate acestea, coroziunea galvanică este un tip de coroziune care poate apărea indiferent de duritatea fizică a metalelor implicate. Dacă două metale au potențiale normale diferite și intră în contact unul cu celălalt în prezența unui electrolit (cum ar fi apă sărată), atunci se produce o conducție electrică între cele două. Ionii metalici curg apoi de la metalul mai activ la metalul mai puțin activ pentru a coroda mai lent. În termeni practici, aceasta înseamnă că coroziunea pe metalul mai activ are loc exact acolo unde ambele metale intră în contact unul cu celălalt.
- Orice metodă care împiedică astfel de flux ionic poate opri potențial coroziunea galvanică. Metalele care primesc un strat protector astfel protejat de electroliți în aer și un comportament conductor electric pot fi astfel prevenite. Coroziunea galvanică poate fi, de asemenea, împiedicată de izolarea electrică a punctelor de contact ale metalelor.
- În plus, utilizarea protecției catodice sau a unui așa-numit anod sacrificial poate preveni coroziunea galvanică. Mai multe informații pot fi găsite mai jos.
4
Pittingul poate fi de asemenea prevenit prin intermediul unui strat protector. Acest lucru evită sursele de mediu care conțin clor și, de asemenea, protejează metalul de pete sau zgârieturi. Pittingul are loc doar la nivel microscopic, dar se poate răspândi pe o suprafață mare. Corodare este deosebit de periculos pentru acele metale care obține rezistența lor la coroziune printr-un strat protector subțire de componente pasive pe suprafața lor, deoarece acest tip de coroziune poate duce la insuficienta structurale în cazul în care acestea sunt de obicei acoperite cu straturi de protecție. Deci, dacă o mică parte a acestei suprafețe își pierde protecția, atunci are loc o perforare. Aceasta înseamnă că coroziunea galvanică are loc la nivel microscopic, ceea ce duce la formarea de găuri mici în metal. În această gaură, atunci există un mediu foarte acid, care accelerează procesul de coroziune pitting, care altfel ar fi evitata prin stratul protector al suprafeței metalice și / sau utilizarea protecției catodice.
- Dacă metalul este expus unui mediu bogat în cloruri (cum ar fi, de exemplu, apă sărată), atunci acest lucru accelerează perforarea.
5
Creșterea coroziunii poate fi prevenită prin minimizarea spațiilor înguste în proiectarea obiectului. Acest tip de coroziune are loc acolo, unde aproape orice contact cu fluidul ambiant (aer sau lichid) vine - de exemplu, cu șuruburi, șaibe, sau sub îmbinările unei balamale. Crăpătură coroziunea apare atunci când diferența în apropierea unei suprafețe de metal este suficient de mare, care pot să apară lichide, dar suficient de aproape pentru a le împiedica să scape și să conducă la stagnare. Mediul imediat al acestor locuri mici începe să ruineze și metalul începe să corodeze în mod asemănător cu pittingul. Creșterea coroziunii este de obicei o problemă, care se datorează designului. Prin apariția unor astfel de decalaje apropiate în producția de obiecte metalice prin apropierea acestor lacune și crearea unei circulații este redusă la minimum, iar coroziunea pentru spații înguste poate fi redusă la minimum.
- Creșterea coroziunii este deosebit de importantă în tratarea metalelor, cum ar fi aluminiul, deoarece acestea au un strat exterior pasiv, care poate fi atacat de coroziunea crevată și duce la distrugerea lor.
6
Cracarea la coroziune de stres poate fi prevenită prin utilizarea "Safeloads" și a proceselor de recoacere. Stresul coroziune cracare (SCC) este eșecul structural o formă rară korrosionsabhängigem, care acționează în mod specific de către inginerii din industria construcțiilor în utilizarea materialelor deoarece elementele purtătoare sunt de o importanță. În cazul în care se produce acest tip de coroziune, un element portant din metal care formează fisuri și pauze înainte de a ajunge la limitele sale de sprijin - în cazuri grave, într-o proporție mică de limitele sale de sprijin / sarcină. În prezența așa-numitelor ioni corozive apare la propagarea fisurilor microscopice în metal din cauza stresului la tracțiune a unei încărcături grele, de îndată ce acești ioni corozivi ajung în vârful astfel de fisuri. Crăpătura crește astfel în bucăți și poate duce la orice defecțiune structurală. Cracarea coroziunii de stres este deosebit de periculoasă deoarece poate apărea chiar și atunci când există substanțe prezente care, în mod natural, au doar un efect ușor coroziv asupra metalului. Acest lucru înseamnă că această formă de coroziune are loc în timp ce suprafața metalului apare neperturbată.
- Prevenirea fisurării la coroziune este parțial o sarcină a proiectului. De exemplu, prin utilizarea unui material selectat că SCC-rezistente Aproape angajamentul său și se asigură că metalice corespunzătoare testelor de stres a fost supusă pot fi utile în prevenirea SCC. În plus, prelucrarea metalelor poate duce la eliminarea posibilelor reziduuri de fabricație.
- Mai mult, se știe că SCC este exacerbată de temperaturi ridicate și de prezența lichidelor cu cloruri dizolvate.

Metoda 2
Protecție împotriva coroziunii cu soluții de uz casnic

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 5

Dați suprafeței metalice un strat de vopsea. Una dintre cele mai comune și mai puțin costisitoare metode de protejare a metalului de coroziune este aplicarea unui strat de vopsea. Procesul de coroziune este însoțit de umiditate și de un agent de oxidare care interacționează cu suprafața metalului. Astfel, atunci când metalul este acoperit cu un strat protector de vopsea, nici umezeala, nici agenții de oxidare nu pot intra în contact cu metalul și, prin urmare, nu poate să apară nici o corodare.

Culoarea însăși este supusă deteriorării. Dacă apar fisuri, uzură sau deteriorări, stratul de vopsea trebuie reînnoit. Dacă vopseaua este atașată atât de mult încât metalul acoperit este expus, atunci ar trebui să-l examinați pentru coroziune sau deteriorare potențială.
Există diferite metode de aplicare a vopselei pe suprafețe metalice. Lucrătorii din metal folosesc de obicei câteva dintre aceste metode împreună pentru a vă asigura că obiectul metalic obține o acoperire de protecție completă. Iată câteva dintre aceste metode cu comentarii despre utilizarea lor:
- Brush - Utilizați pentru zone greu accesibile.
- Roller - Utilizați pentru a acoperi suprafețe mari. Cost eficient și ușor de utilizat.
- Spray cu aer - Utilizați pentru a acoperi suprafețe mari. Mai rapid, dar mai puțin eficient decât ruloul (o mulțime de culoare este irosită).
- Airless Spray Dozzle / Spray Electrostatic Airless Dozzle - Utilizați pentru a acoperi suprafețe mari. Rapid și permite reglarea nivelelor variabile de consistență groasă / subțire. Pierderea de culoare mai mică decât aerul pulverizat tradițional. Echipamentul este scump.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor de la corodare Pasul 7

Pentru tratarea metalelor care sunt expuse la apă, ar trebui să utilizați vopsele marine. Obiectele metalice care sunt în mod regulat (sau continuu) în contact cu apa, cum ar fi bărcile, necesită culori speciale pentru a proteja împotriva riscului crescut de coroziune. În astfel de situații, nu este vorba doar de coroziune „normală“, sub formă de rugină (care, totuși, este unul dintre riscurile majore), așa cum se pot dezvolta pe viata de metal expuse marine (lipitori, etc.) și, prin urmare, în plus față de uzură și Poate contribui la coroziune. Deci, pentru a proteja obiecte metalice precum bărcile și altele, ar trebui să folosiți o vopsea epoxidică de înaltă calitate pentru nave. Această culoare protejează atât metalul substrat de umiditate, cât și de la o eventuală așezare și, prin urmare, de creștere a vieții marine pe suprafața sa.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 3

Îngrijirea deplasării pieselor metalice cu lubrifiant. Pentru suprafețele metalice plate, statice, vopseaua este o modalitate bună de a proteja împotriva umidității și coroziunii, fără a compromite integritatea metalului. Cu toate acestea, vopseaua nu este de obicei potrivită pentru mutarea pieselor metalice. De exemplu, dacă vopsiți o balama a ușii, aceasta va fi ținută în loc după uscarea vopselei, limitându-se capacitatea de mișcare. Dacă deschideți puternic ușa, vopseaua va apărea, ducând la găuri care permit umiditatea să intre în metal. Pentru piesele metalice, cum ar fi balamalele, articulațiile, rulmenții și așa mai departe, este un lubrifiant care nu este solubil în apă. Un strat generos de acest lubrifiant acționează în mod natural pentru a respinge apa în timp ce contribuie la mișcarea ușoară și ușoară a piesei metalice.

Deoarece lubrifianții nu se usucă ca vopseaua, ele se degradează în timp și, prin urmare, necesită reaplicarea la intervale regulate. Dacă faceți acest lucru în mod continuu, atunci această metodă este la fel de eficientă ca și etanșantul.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 6

Înainte de a aplica vopsea sau lubrifianți, trebuie să curățați bine metalul. Indiferent dacă utilizați vopsea normală, vopsea marină sau lubrifianți / material de etanșare, înainte de tratament, metalul trebuie să fie curat și uscat. Îndepărtați orice murdărie, grăsime, resturi de sudură sau orice rugină existentă, deoarece acestea pot interfera cu eforturile dvs. de a proteja metalul, deoarece acestea contribuie la coroziunea potențială.

Mizeria, funinginea și alte resturi afectează vopselele și lubrifianții deoarece limitează aderența suprafeței metalice. De exemplu, dacă vopsiți o placă metalică cu câteva șurete pe ea, vopseaua se lipeste de așchii, lăsând unele părți ale metalului substrat nefolosite. În cazul în care așchii apoi cădea, aceste pete deschise vor fi susceptibile la coroziune.
Dacă accident vascular cerebral o suprafață de metal sau frotiu, care este deja un pic corodat, atunci ar trebui să fie obiectivul dvs. pentru a face suprafața netedă cât și regulat posibil, astfel încât să obțineți cea mai mare aderență pentru etanșarea metalului. Utilizați o perie de sârmă, șmirghel și / sau un produs de îndepărtare a ruginii chimice pentru a îndepărta cât mai mult rugina posibil.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor de la corodare Pasul 1

Produsele metalice neprotejate nu trebuie expuse la umiditate. După cum sa menționat mai sus, majoritatea proceselor de coroziune sunt agravate de umiditate. Deci, dacă nu puteți furniza metalului un strat protector de vopsea sau sigiliu, atunci ar trebui să vă asigurați că nu este expus la nici o umiditate. Uneltele metalice neprotejate trebuie depozitate uscate pentru a-și extinde utilitatea și viața. Dacă obiectele metalice sunt expuse la apă sau umiditate, atunci trebuie să le curățați periodic și să le uscați imediat după aceea pentru a le proteja de orice apariție a coroziunii.

În afară de a fi atenți la expunerea la umezeală în timpul utilizării, țineți-vă dispozitivele în interior într-un loc curat și uscat. Obiectele mari care nu se așează ușor într-o dulap sau în vestiar trebuie acoperite cu o prelată sau o copertă. Acest lucru ajută, de asemenea, împotriva umidității și împiedică depunerile de praf de pe suprafețe.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 2

Suprafețele metalice trebuie să fie cât mai curate. După fiecare utilizare a obiectului metalic, indiferent dacă metalul este vopsit sau nu, suprafețele sale funcționale trebuie curățate și orice mizerie, funingine sau praf îndepărtate. Acumulările de murdărie sau resturi contribuie la uzura metalului și a stratului său de protecție, provocând astfel coroziunea în timp.

Metoda 3
Protecție împotriva coroziunii cu metode electrochimice ale profesioniștilor

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 8

Galvanizare. „Galvanizat“ metal este din metal, care a fost acoperit cu un strat subțire de zinc pentru a proteja de coroziune. Zincul este mai activ chimic decât metalul de bază, astfel încât acesta este oxidat când vine în contact cu aerul. Odată ce zincul este oxidat, se formează un înveliș protector și previne astfel coroziunea progresivă a metalului de bază. Cele mai populare placare în zilele noastre este un proces numit galvanizare la cald, în care piesele metalice (de obicei din oțel) sunt scufundate într-o baie cu zinc fierbinte, topit pentru a aplica un strat uniform.

Acest proces implică utilizarea de substanțe chimice industriale, dintre care unele sunt foarte toxice la temperaturi înalte sau la temperaturi ridicate și, prin urmare, ar trebui tratate numai de către specialiști. Mai jos sunt pașii de bază pentru oțelul de galvanizare la cald:
- Oțelul este curățat cu o soluție caustică de murdărie, grăsime, vopsea etc. și apoi clătit bine.
- Oțelul se toarnă în acid pentru a îndepărta scala de măcinare, apoi se clătește.
- Un material numit Flux este aplicat pe oțel și uscat. Acest lucru ajută stratul de zinc să adere corect.
- Oțelul este apoi imersat într-o cavitate de zinc topit până când ajunge la temperatura zincului.
- Oțelul este apoi răcit într-un rezervor de răcire umplut cu apă.

Utilizați un anod sacrificial. O metodă de protejare a unui obiect metalic de coroziune este atașarea electrică a unei particule reactive, numită anod sacrificial. Din cauza relației electrochimice a obiectului de metal mare cu elementul reactiv mai mic (în continuare explicate pe scurt) este doar corodeze mai mici, piesa de metal mai reactiv, în timp ce mai mare, obiect metalic majore rămâne intact. Odată ce "anodul sacrificial" este complet corodat, acesta trebuie înlocuit, altfel obiectul metalic mai mare va începe să corodeze. Această variantă de protecție împotriva coroziunii este adesea folosită pentru structurile subterane, cum ar fi tancurile subterane sau obiectele care sunt în permanență în contact cu apa, cum ar fi bărcile.

Anozii sacrificiali sunt fabricați din diferite tipuri de metale reactive. Zincul, aluminiu și magneziu sunt trei dintre cele mai frecvent utilizate metale pentru acest scop. Datorită proprietăților chimice ale acestor materiale, zincul și aluminiu sunt utilizate în principal pentru obiectele de apă sărată, în timp ce magneziul este mai potrivit pentru apa dulce.
Anodul sacrificial funcționează din cauza chimiei procesului de coroziune. Atunci când un obiect metalic corodat apar în mod natural zone, care acționează ca anod și catod într-o celulă electrochimică. Electronii curg astfel încât de la cea mai mare concentrație de anozi din suprafața metalică din electrolit înconjurător. Ca anozi de sacrificiu sunt foarte reactive în comparație cu suprafața metalică protejată, obiectul este catodică foarte chiar și în comparație, deci atunci, electronii curg de la anod și conduc la coroziune, dar în cele din urmă de rezervă de metal rezidual.

Utilizați curent impresionat. Deoarece procesul chimic de coroziune metalic tensiune electrică sub formă de electroni care curg din metalul implicat, există posibilitatea de a folosi o tensiune electrică externă la tensiunea corosiv să fie suprapuse și, astfel, pentru a preveni coroziunea. Acest proces (numit "curent impresionat") oferă în principal metalului protejat o sarcină electrică negativă. Această sarcină suprapune fluxul curent și asigură că electronii curg din metal, prevenind astfel coroziunea. Acest tip de protecție este adesea utilizat pentru structurile metalice îngropate, cum ar fi rezervoarele și conductele.

Sistemele de protecție cu curent impresionat utilizează în mod normal curent continuu (DC).
În mod normal, curentul injectat anti-coroziv este generat prin îngroparea a doi anozi metalici în apropierea obiectului metalic care trebuie protejat. Acest curent este condus de cabluri izolate la anozi, care apoi circulă prin pământ în obiectul metalic. Curentul trece prin obiectul metalic și revine printr-un cablu izolat la sursa de alimentare (generator, redresor, etc.).

Anodizing. Anodizarea este un tip special de tratare a suprafeței protectoare, pentru a proteja metalul de coroziune și de a fi aplicat și pe plăcile de tăiere. Dacă ați văzut vreodată un carabinier de metal strălucitor, atunci ați văzut o suprafață metalică colorată, anodizată. În locul aplicării fizice a unui strat protector, cum ar fi vopsirea, se utilizează anodizarea unui curent electric pentru a da metalului stratul său protector, care protejează împotriva aproape tuturor tipurilor de coroziune.

Procesul chimic bazat pe anodizare implică mai multe metale, cum ar fi aluminiul, care formează în mod natural produse chimice, numite oxizi, atunci când vin în contact cu oxigenul din aer. De regulă, acest lucru are ca rezultat un strat exterior subțire de oxizi, care apoi (în grade diferite, în funcție de metal) protejează împotriva coroziunii ulterioare. Astfel, curentul electric utilizat în procesul de anodizare creează, în esență, un strat mai gros de astfel de oxizi pe suprafața metalului decât ar fi în mod obișnuit cazul și astfel previne foarte mult coroziunea.
Există mai multe modalități de anodizare a metalelor. Mai jos sunt etapele de bază ale anodizării ..
- Aluminiu este curățat și degresat.
- Impuritățile de pe suprafața aluminiului au fost îndepărtate cu o soluție de decapare.
- Aluminiu este imersat într-o baie de acid la o tensiune constantă și la o temperatură constantă (de exemplu, 12 A / 30 cm² și 21-22 ° C).
- Aluminiul este îndepărtat și clătit.
- În acest caz, aluminiul poate fi opțional îmbibat într-o singură culoare, la 38-60 ° C.
- Aluminiu este sigilat prin imersie în apă clocotită. (20-30 minute)

Ar trebui folosit un metal care are pasivare. După cum sa menționat deja, unele metale formează un strat de oxid de protecție atunci când sunt expuse la aer. Unele metale formează acest strat de oxid atât de eficient încât pot deveni inerte relativ chimic. Aceste metale sunt numite "pasive" ca o referință a procesului lor de "pasivare", ceea ce le face mai puțin reactive. În funcție de avantajul dorit, metalul nu necesită neapărat protecție suplimentară pentru a face rezistent la coroziune.

Un exemplu bine cunoscut al unui metal cu o astfel de pasivare este oțelul inoxidabil. Oțelul inoxidabil este un aliaj din oțel convențional și crom, care este rezistent la coroziune în cele mai multe condiții, fără a fi necesară o protecție suplimentară. Pentru utilizarea de zi cu zi, coroziunea din oțel inoxidabil este rareori o preocupare.
- Trebuie remarcat totuși că oțelul inoxidabil nu este 100% rezistent la coroziune / rugină liber - mai ales atunci când este în contact cu apa sărată. În plus, multe metale pasive devin non-pasive în condiții meteorologice extreme și, prin urmare, nu pot fi folosite pentru nimic.

Sfaturi

Aveți grijă când manipulați coroziunea intercristalină. Acest lucru afectează maleabilitatea sau manipulabilitatea metalelor și afectează rezistența generală a metalului.

avertismente

Nu lăsați niciodată părțile metalice greu corodate ale unui vehicul sau ale unui recipient netratat. Nivelul de coroziune poate varia semnificativ, dar orice corodare este o indicație a unor daune structurale grave. Pentru siguranță, aceste părți trebuie îndepărtate / înlocuite sau cel puțin să elimine orice semne de coroziune.
Dacă instalați anozi sacrificiale, nu le vopsiți cu vopsea. O infracțiune împiedică electronii să curgă prin mediul lor și astfel distruge proprietățile lor de protecție.