3 meetodit metalli korrosiooni vältimiseks

3 meetodit metalli korrosiooni vältimiseks
3 meetodit metalli korrosiooni vältimiseks
Anonim

Korrosioon on protsess, mis põhjustab metalli lagunemist keskkonnas oksüdeerivate ainete juuresolekul. Korrosioon võib esineda mitmel kujul ja sellel võib olla palju põhjuseid. Tuntud näide on rooste - protsess, mille käigus tekivad niiskuse juuresolekul raudoksiidid. Korrosioon on tõsine probleem hoonete, paatide, lennukite, autode ja enamiku muude metallesemete tootjatele. Seega, kui metalli kasutatakse silla materjalina, on selle metalli konstruktsiooniline terviklikkus, mida korrosioon võib muuta, selle silla kasutajate ohutuse seisukohalt ülioluline.

Sammud

Meetod 1 /3: mõista erinevate metallide korrosioonitüüpe

Kuna tänapäeval kasutatakse palju erinevaid metalle, peavad ehitajad ja tootjad end kaitsma mitut tüüpi korrosiooni eest. Igal metallil on oma elektrokeemilised omadused, mis määravad korrosiooni tüübid, kui need on olemas, mille suhtes metall on haavatav. Järgmine tabel kirjeldab mitteväärismetallide valikut ja korrosioonitüüpe, mille suhtes need on vastuvõtlikud.

Tavalised metallid ja nende korrosiooniomadused

Metallist Haavatavus metalli korrosioonile Tavalised ennetusmeetodid Galvaaniline tegevus *
Roostevaba teras (passiivne) Ühtlane rünnak, galvaaniline, aukudega, pragude abil (eriti soolases vees) Puhastus-, kaitse- või määrimiskiht Madal (esialgne korrosioon moodustab vastupidava oksiidikihi)
Raud Ühtne, galvaaniline, koobasrünnak Puhastav, kaitsev või määriv kiht, tsingitud, roostevastane lahus Kõrge
Messing Ühtne rünnak, desinfitseerimine, stress Puhastus-, kaitse- või määrimiskiht (sageli õli või lakk), lisage sulamile alumiiniumi, tina või arseeni Keskmine
Alumiinium Galvaaniline, auklik, koobas Puhastus-, kaitse- või määrimiskiht, galvaniseerimine, anodeerimine, katoodkaitse, elektriisolatsioon Kõrge (esialgne korrosioon moodustab vastupidava oksiidikihi)
Vask Galvaaniline, auklik, tuhm esteetika Puhastav, kaitsev või määriv kiht, sulamile nikli lisamine. (eriti soolase vee puhul) Madal (esialgne korrosioon moodustab vastupidava patina)
  • Pange tähele, et veerg „galvaaniline aktiivsus” viitab metalli suhtelisele keemilisele aktiivsusele, nagu on kirjeldatud galvaanilise korrosiooni tabelites viidatud allikates. Niisiis, vastavalt nendele tabelitele mida suurem on galvaaniline aktiivsus, seda kiiremini tekib galvaaniline korrosioon, kui see puutub kokku vähem aktiivse metalliga.

    1480035 1

    Samm 1. Vältige metallpinna kaitsmisega ühtlast korrosiooni

    Ühtlane korrosioon on korrosiooni vorm, mis esineb ühtlaselt üle avatud metallpinna. Selle korrosioonivormi korral ründab korrosioon kogu metalli pinda ja seega kulgeb korrosiooniprotsess ühtlase kiirusega. Näiteks kaitsmata vanametalli puhul, mis on ühtlaselt vihma käes, puutub kogu katusepind kokku sama koguse veega, põhjustades korrosiooni ühtlast arengut. Parim viis ühtlase korrosiooni eest kaitsmiseks on metalli ja söövitavate ainete vahele kaitsetõkke paigaldamine. Võimalikud on paljud lahendused, näiteks värv või kaitseõli või elektrokeemiline lahus, näiteks tsingitud tsingi kiht.

    Maa -aluste või sukeldatavate rakenduste puhul on ka katoodikaitse suurepärane valik

    1480035 2

    Samm 2. Peata galvaaniline korrosioon, blokeerides ioonide voolu ühelt metallilt teisele

    Teine oluline korrosioon, mis võib tekkida sõltumata kasutatud metallide tugevusest, on galvaaniline korrosioon. Galvaaniline korrosioon tekib siis, kui kaks erineva elektroodipotentsiaaliga metalli puutuvad kokku elektrolüüdilahuse (nt soolane vesi) juuresolekul, mis loob elektrivoolu läbipääsu kahe metalli vahel. Kui galvaaniline korrosioon algab, voolavad metalliioonid aktiivsemalt metallilt vähem aktiivsele metallile, põhjustades aktiivsema metalli kiirendatud korrosiooni ja vähem aktiivse metalli aeglast korrosiooni. Praktikas põhjustab see korrosiooni, mis areneb kahe metalli kokkupuutepunktis kõige aktiivsemal metallil.

    • Kõik kaitsemeetodid, mis takistavad elektronivoolu tekkimist, võivad potentsiaalselt peatada galvaanilise korrosiooni. Metallide katmine kaitsekihiga võib takistada keskkonnas olevate elektrolüütide teket elektrivoolu tekitamiseks kahe metalli vahel, aga ka elektrokeemilist kaitset, näiteks galvaniseerimist või anodeerimist. Galvaanilist korrosiooni on võimalik neutraliseerida ka kahe metalli kokkupuutealade elektrilise eraldamisega.
    • Lisaks võib katoodkaitse või ohvriandi kasutamine aidata kaitsta olulisi metalle galvaanilise korrosiooni eest. Lisateabe saamiseks vaadake allpool.
    1480035 3

    Samm 3. Lõpetage süvendite korrosioon

    Seda saate teha, kaitstes metallpinda, vältides keskkonnast pärinevaid kloriidiallikaid ja vältides mõrasid või kriimustusi. Punktkorrosioon on korrosiooni vorm, mis esineb mikroskoopilisel tasemel, kuid millel võivad olla kaugeleulatuvad tagajärjed. Korrosioonikindlus on tõsine probleem metallidele, millel on korrosioonikindlus läbi nende pindade õhukese passiivkomponentide kile, kuna see on korrosioonivorm, mis põhjustab olukordades või kaitsekihtides struktuurseid defekte. Pitskorrosioon algab siis, kui väike osa metallist kaotab kaitsekihi. Kui see väike osa kaitsekihist kaob, ilmub mikroskoopilises staadiumis galvaaniline korrosioon, mis viib metalli mikroaukude moodustumiseni. Selle augu sees muutub lokaliseeritud keskkond happeliseks, mis kiirendab protsessi. Galvaanilist korrosiooni saab tavaliselt vältida kaitsekihi või katoodkaitsega.

    Kokkupuude kõrge kloriidisisaldusega keskkonnaga (näiteks soolalahus) kiirendab korrosiooni tekkimist

    1480035 4

    Samm 4. Inhibeerige pragude korrosiooni

    Vähendage vähendatud ruume objekti kujundamisel. Koopasisene korrosioon ilmneb metallobjekti kohtades, kus ligipääs ümbritsevale vedelikule (õhk või vedelik) on halb, näiteks poltide tasemel, pesumasinate all, aedikute all või liigendühenduste vahel. Koopane korrosioon tekib siis, kui metallpinna lähedal olev ruum on vedeliku läbimiseks piisavalt suur, kuid liiga väike, et see välja saaks, muutudes seisma. Nende väikeste ruumide ümbritsev keskkond muutub söövitavaks ja metall hakkab korrodeeruma sarnasel protsessil, mis sarnaneb pitskorrosiooniga. Lõhe korrosiooni vältimine on tavaliselt disainiprobleem. Minimeerides metallobjekti valmistamisel väikseid ruume, sulgedes need ruumid või võimaldades ringlust, on võimalik pragude korrosiooni ohtu minimeerida.

    Koopane korrosioon on eriti kriitiline metallide, näiteks alumiiniumiga töötamisel, millel on väliskihina passiivne kaitse, kuna pragude korrosioonimehhanism aitab seda kihti eemaldada

    1480035 5

    Samm 5. Vältige pingekorrosiooni

    Selleks kasutage sobivaid täiteaineid või kuumtöötlust. Stressikorrosioon (SCC) on haruldane korrosiooniga seotud konstruktsioonirikke vorm, mis on probleemiks eelkõige inseneridele, kes vastutavad oluliste koormuste kandmiseks mõeldud konstruktsioonide ehitamise eest. CSC puhul tekitab kandev metallkonstruktsioon pragusid isegi koormusel, mis on väiksem kui selle maksimaalne koormus ja mõnel juhul ainult murdosa sellest maksimaalsest koormusest. Söövitavate ioonide juuresolekul tekivad metallist väikesed, isegi mikroskoopilised praod suure koormuse tekitatud tõmbepingete tõttu, mis levivad, kui söövitavad ioonid jõuavad pragu välisküljele. See põhjustab pragude tekkimist ja võib põhjustada konstruktsioonirikke. SCC on eriti ohtlik, kuna see võib areneda isegi selliste ainete juuresolekul, mis ei ole metalle väga söövitavad. See tähendab, et ohtlik korrosioon tekib, kui ülejäänud metallpind tundub olevat säästetud.

    • SCC vältimine on osaliselt disainiprobleem. Näiteks SCC -le vastupidava metalli valimine keskkonnas, kus seda metalli kasutatakse, ja metalli nõuetekohase pingetestimise tagamine peaks vältima SCC tekkimist. Lisaks võib metalli kuumtöötlemise protsess kõrvaldada valmistamisel tekkiva jääkpinge.
    • On teada, et SCC -d süvendavad kõrge temperatuur ja lahustunud kloriide sisaldavate vedelike olemasolu.

    Meetod 2/3: vältige omatehtud lahustega korrosiooni

    Vältige metallide korrodeerumist 5. samm

    Samm 1. Värvige metallpind

    Üks levinumaid ja odavamaid meetodeid metalli korrosiooni eest kaitsmiseks on selle katmine lihtsalt värvikihiga. Korrosiooniprotsess hõlmab niiskust ja oksüdeerivat ainet, mis interakteerub metalli pinnaga. Seega, kui metall on kaetud kaitsva tõkkega, ei puutu metalliga kokku niiskus ega oksüdeerivad ained ning seega ei esine korrosiooni.

    • Värv on aga võimaliku lagunemise suhtes haavatav. Seepärast tuleb värv kohe peale kanda, kui pind on purunenud, kulunud või kahjustatud. Kui värv laguneb nii kaugele, et tavaliselt kaitstud metall jääb katmata, kontrollige kindlasti metalli võimalikke korrosioonikahjustusi.
    • Metallpindadele värvi kandmiseks on palju erinevaid meetodeid. Metallurgid kasutavad sageli mitmeid neid meetodeid koos, et tagada kogu metalli ühtlane katmine. Allpool on loetelu meetoditest ja kommentaarid nende kasutamise kohta.

      • Harja kasutatakse raskesti ligipääsetavate pindade jaoks.
      • Rulli kasutatakse suurte alade katmiseks. Odav ja praktiline.
      • Suruõhupüstol võib katta suuri alasid. Kiirem, kuid vähem tõhus kui rullid (värvi kadu on suur).
      • Õhuvaba või elektrostaatilist pihustit kasutatakse suurte alade katmiseks. Kiire, see võimaldab paksust muuta. Väiksemad kaod kui tavalisel õhupüstolil. Materjal on kallis.
    Vältige metallide korrodeerumist 7. samm

    Etapp 2. Veega kokkupuutuvate metallide jaoks kasutage merevärvi

    Aeg -ajalt (või püsivalt) veega kokkupuutuvad metallesemed, näiteks paatidel, vajavad suurenenud korrosiooniohu vältimiseks spetsiaalseid värve. Nendes olukordades ei ole tavaline korrosioon, nagu rooste, ainus probleem (kuigi see on üks peamisi probleeme), sest veeloomad, nagu põõsad, kasvavad kaitsmata metallidel, mis võivad saada veel üheks kulumis- ja korrosiooniprobleemide allikaks. Metallist esemete, näiteks paatide jms kaitsmiseks kasutage kindlasti kvaliteetset epoksüvärvi. Need värvid mitte ainult ei kaitse metallikihti niiskuse eest, vaid takistavad ka väikeste vee -olendite arengut pinnal.

    Vältige metallide korrodeerumist 3. samm

    Samm 3. Kandke liikuvatele metallosadele kaitsvaid määrdeaineid

    Lamedate ja staatiliste metallpindade puhul pakub värv suurepärast kaitset niiskuse eest ja hoiab ära korrosiooni, vähendamata metalli efektiivsust. Värv ei ole aga üldiselt kasutatav liikuvate metallosade jaoks. Näiteks kui värvite uksehinge, lukustab see värvi kuivamisel hinge ja takistab liikumist. Kui sundite ukse jõuga lahti, praguneb värv ja jätab augud, mis võimaldavad niiskusel metalli tungida. Parem valik metallosadele, nagu hinged, tihendid, laagrid jne. on vees mittelahustuv määrdeaine. Seda tüüpi määrdeainete piisav kiht aitab tõrjuda loomulikku niiskust, võimaldades samal ajal teie metallosa sujuvat ja lihtsat liikumist.

    Kuna määrdeained ei kuivata nagu värvid, lagunevad need aja jooksul ja neid tuleb aeg -ajalt uuesti peale kanda. Kandke metallosadele määrdeaineid, veendumaks, et need jäävad kaitsena tõhusaks

    Vältige metallide korrodeerumist 6. samm

    Samm 4. Enne värvimist või määrimist puhastage metallpinnad põhjalikult

    Ükskõik, kas kasutate tavalist värvi, merevärvi või määrdeainet, kaitsvat hermeetikut, peaksite enne nende pealekandmist veenduma, et metall on puhas ja kuiv. Veenduge, et metall ei sisalda tolmu, rasva, jootejääke ega korrosiooni, kuna see võib vähendada teie korrosioonikaitse tõhusust.

    • Tolm, mustus jms võivad värvi või määrdeaineid segada, takistades nende kleepumist otse metallpinnale. Näiteks kui värvite metallpinnale mõne väikese metalllaastuga, kleepub teie värv nende kiipide külge, jättes metallpinnale kaitsmata tühikud. Laastude langemisel muutuvad avatud alad korrosiooni suhtes haavatavaks.
    • Kui soovite metalli värvida või määrida korrosiooni jälgedega, peaks teie eesmärk olema muuta pind võimalikult ühtlaseks, et võimaldada kaitsekihi optimaalset nakkumist metalliga. Kasutage traatharja, liivapaberit või keemilist rooste eemaldajat, et eemaldada võimalikult palju korrodeerunud osi.
    Metallide korrosiooni vältimine 1. samm

    Samm 5. Hoidke kaitsmata metallid niiskuse eest

    Nagu eespool mainitud, süvendab enamik korrosioonivorme niiskust. Kui te ei saa metallile kaitsekihti, peate veenduma, et see ei puutuks kokku niiskusega. Kaitsmata metallide varju püüdmine parandab nende kasulikkust ja pikendab nende eluiga. Kui teie metallist esemed puutuvad kokku veega või niiskusega, puhastage ja kuivatage need kohe pärast kasutamist põhjalikult, et vältida korrosiooni tekkimist.

    Lisaks kasutamise ajal niiskusega kokkupuute jälgimisele hoidke neid metallist esemeid kindlasti puhtas ja kuivas kohas. Suurte esemete puhul, mis ei mahu kappi, katke need katte või riietega. See hoiab ära niiskuse madala hoidmise ja piirab tolmu kogunemist pinnale

    Vältige metallide korrodeerumist 2. etapp

    Samm 6. Hoidke metallpinnad võimalikult puhtad

    Pärast iga värvitud või värvimata metalleseme kasutamist puhastage kindlasti selle kasutatud pind, eemaldades tolmu ja mustuse. Tolmu ja prahi kogunemine pinnale aitab kaasa metalli või selle kaitsekihi kulumisele ja pragunemisele, mis aja jooksul põhjustab korrosiooni teket.

    Meetod 3/3: vältida korrosiooni täiustatud elektrokeemiliste lahustega

    Vältige metallide korrodeerumist 8. samm

    Samm 1. Kasutage galvaniseerimisprotsessi

    Tsingitud metall on metall, mis on kaetud õhukese tsingikihiga, et kaitsta seda korrosiooni eest. Tsink on keemiliselt aktiivsem kui alusmetallid, seega oksüdeerub see kokkupuutel õhuga. Kui tsink oksüdeerub, moodustab see kaitsekihi, vältides selle all oleva metalli korrosiooni.Tänapäeval on kõige tavalisem tsingimise protsess kuumtsingimine, kus metallosad (enamasti raud) sukeldatakse ühtlase katte tagamiseks kuuma tsingi vanni.

    • See protsess nõuab tööstuses kemikaalide kasutamist, nii et mõned neist on ohtlikud nii toatemperatuuril kui ka kõrgel temperatuuril ja seetõttu peaksid neid kasutama ainult koolitatud spetsialistid. Allpool on terase kuumtsingimise lihtsustatud sammud.

      • Teras puhastatakse söövitava lahusega, et eemaldada tolm, rasv, värv jne. seejärel loputatakse põhjalikult.
      • Teras leotatakse katlakivi eemaldamiseks happes, seejärel loputatakse.
      • Terasele kantakse materjal, mida nimetatakse "vooks" ja lastakse kuivada. See võimaldab tsingi viimasel kihil terase külge kleepuda.
      • Teras kastetakse sulatatud tsingi paaki ja kustutatakse, kuni saavutatakse tsingi temperatuur.
      • Seejärel jahutatakse terast suletud paagis, mis on täidetud veega.
    1480035 13

    Samm 2. Kasutage ohverdusanoodi

    Teine võimalus metalli korrosiooni eest kaitsta on ühendada see elektriliselt väikese reaktiivse osaga, mida nimetatakse ohvriandriks. Suure metallobjekti ja väikese reaktiivse objekti vahelise elektrokeemilise seose tõttu (selgitatakse lühidalt allpool) korrodeerub ainult väike metallitükk, jättes suure metallitüki terveks. Kui ohverdusanood on täielikult korrodeerunud, tuleb see välja vahetada, vastasel juhul hakkab ka metallese korrodeeruma. Seda korrosioonikaitse meetodit kasutatakse sageli maetud konstruktsioonide, näiteks mahutite või veega pidevalt kokkupuutuvate esemete, näiteks paatide jaoks.

    • Ohverdavad anoodid koosnevad suurest hulgast erinevatest reaktiivsetest metallidest. Tsink, alumiinium ja magneesium on kolm metalli, mida selle rakenduse jaoks kõige enam kasutatakse. Nende materjalide keemiliste omaduste tõttu kasutatakse tsinki ja alumiiniumi sageli mereveega kokkupuutuvate metallobjektide jaoks, samas kui magneesium sobib rohkem mageveeks.
    • Ohverdusanoodi kasulikkus tuleneb korrosiooniprotsessi keemiast. Kui metallobjekt sööbib, tekivad elektrokeemilisel kujul anoodidele ja katoodidele looduslikult sarnased alad. Elektronid voolavad metallpinna anoodiosast ümbritsevatesse elektrolüütidesse. Kuna ohverdavad anoodid on korrodeeriva objekti metalliga võrreldes väga reaktiivsed, muutub objekt ise sellega võrreldes väga katoodiliseks ja seega ringlevad elektronid ohvriandrist väljaspool, põhjustades selle korrosiooni, kuid säästes ülejäänud metalli.
    1480035 14

    Samm 3. Kasutage muljetavaldavat voolu

    Kuna metallilise korrosiooni põhjustav keemiline protsess nõuab elektrivoolu elektronide kujul, mis voolavad metalli välisküljele, on korrosioonivoolu kontrollimiseks ja selle korrosiooni vältimiseks võimalik rakendada vooluallikat. Põhimõtteliselt annab see protsess (nn "impulsivool") kaitstud metallile pideva negatiivse elektrilaengu. See laeng kontrollib metalli voolu, mis tõmbab elektronid väljapoole ja peatab korrosiooni. Seda tüüpi kaitset kasutatakse sageli maetud konstruktsioonides, näiteks mahutites ja torujuhtmetes.

    • Tuleb märkida, et muljetavaldavate voolukaitseseadmete puhul kasutatakse kõige sagedamini alalisvoolu (DC).
    • Tavaliselt tekitatakse korrosioonivastane vool või kehtestatud vool, mates kaks metallanoodi kaitstava objekti lähedusse. Vool edastatakse isoleeritud traadi kaudu anoodide poole, seejärel ringleb see maapinna poolt metalleseme suunas. Vool läbib metallobjekti ja naaseb isoleeritud traadi kaudu oma allikasse (generaator, alaldi jne).
    1480035 15

    Samm 4. Tehke anodeerimine

    Anodeerimine on spetsiaalne pinnakaitse, mida kasutatakse metalli kaitsmiseks korrosiooni eest ja sellele passiivse kihi kandmiseks. Kui olete kunagi näinud värvilist karabiini, olete näinud anodeeritud pinda. Selle asemel, et füüsiliselt kanda kaitsekihti, näiteks värvi, kasutatakse anodeerimisel elektrivoolu, et anda metallile kaitsekiht, mis hoiab ära igasuguse korrosiooni.

    • Anodeerimise keemiline protsess hõlmab asjaolu, et paljud metallid, nagu alumiinium, moodustavad õhu hapnikuga kokkupuutel loomulikult tooteid, mida nimetatakse oksiidideks. Selle tulemusel on metalli pinnal õhuke oksiidikiht, mis kaitseb (erineval määral, sõltuvalt metallist) tulevaste korrosioonide eest. Elektrivool tekitab anodeerimisprotsessi käigus sisuliselt palju suuremat oksiidi kogunemist kui looduslikult arenev, mis parandab korrosioonikaitset.
    • Metallide anodeerimiseks on erinevaid viise. Allpool on üksikasjalikult kirjeldatud anodeerimisprotsessi etappe. Lisateabe saamiseks vaadake, kuidas alumiiniumi anodeerida.

      • Alumiinium puhastatakse ja rasvatustatakse.
      • Alumiiniumist pinna lisandid eemaldatakse spetsiaalse lahusega.
      • Alumiinium kastetakse happevanni, kus vool ja konstantne temperatuur (näiteks 1 amprit / m2 ja 21 kraadi C).
      • Alumiinium eemaldatakse ja loputatakse.
      • Alumiiniumi saab värvimisse pista ka temperatuuril 38–60 ° C.
      • Alumiiniumi töötlemine lõpeb selle asetamisega 20–30 minutiks keevasse vette.
    1480035 16

    Samm 5. Kasutage passiivsust arendavat metalli

    Nagu eespool öeldud, moodustavad mõned metallid õhuga kokkupuutel loomulikult kaitsva oksiidikihi. Mõned metallid moodustavad sellise kihi nii tõhusalt, et need muutuvad loomulikult keemiliselt passiivseks. Need metallid on passiivsed, viidates passivatsiooniprotsessile, mis muudab need vähem reaktiivseks. Sõltuvalt kasutamisest ei pruugi passiivne metallist ese tingimata vaja täiendavat kaitset, et muuta see korrosioonikindlaks.

    • Tuntud näide metallist, millel on passiivsusomadused, on roostevaba teras. Roostevaba teras on süsinikterase ja kroomi sulam, mis muudab selle enamikul tingimustel ilma täiendava kaitseta korrosioonile vastuvõtlikuks. Enamike kasutusviiside puhul ei ole siiski vaja kasutada roostevaba terast.

      Siiski tuleb märkida, et mõnel juhul ei ole roostevaba teras 100% korrosiooni eest kaitstud, eriti soolases vees. Samamoodi muutuvad mõned passiivsed metallid teatud äärmuslikes tingimustes mittepassiivseks ega sobi seetõttu igat liiki kasutamiseks

    Nõuanne

    • Olge teradevahelise korrosiooniga ettevaatlik. See muudab töödeldava või vormitava metalli omadusi ja halvendab selle üldist vastupidavust.
    • Üldiselt on soovitatav paadid liimida. Teisest küljest ei tohi alumiinium- ja teraspaate liimida, et vältida korrosiooniohtu.

    Hoiatused

    • Ärge kunagi jätke roostetanud metallosi sõidukile ega paadile. Korrosiooni tase võib varieeruda, kuid igasugune korrosioon võib viidata tõsistele struktuurivigadele. Turvalisuse huvides asendage või eemaldage kõik metallikorrosiooni märgid.
    • Ohverdamisanoodide kasutamisel ärge neid värvige. Tõepoolest, nende värvimine muudaks elektronide läbimise võimatuks, mille tulemuseks on nende korrosioonivastane kaitse.

Populaarne teemade kaupa