Korrosioon on loomulik protsess, mis juhtub kõigi metallidega, kuid mõne erineva töötlemisega saab seda oluliselt aeglustada
Selle põhjuseks on oksüdeerivate ainete (nt vesi või õhk) olemasolu keskkonnas. See võib olla tohutu probleem neile, kes on seotud suurte ehitusprojektidega, kasutades metallmaterjale, sealhulgas ehitisi, autosid, sildu, lennukeid ja palju muud. Kuid isegi väikesed metalltooted korrodeeruvad ja kaotavad oma tugevuse või ilu. Õnneks saate seda protsessi hoida nii kiiresti kui tavaliselt kodus leiduvate materjalide või tugevama efekti saavutamiseks täiustatud tehnika abil.
Sammud
Meetod 1 /3: üldiste metallikorrosiooni tüüpide mõistmine
Kuna tänapäeval kasutatakse nii palju erinevat tüüpi metalle, peavad ehitajad ja tootjad kaitsma paljude erinevate korrosioonitüüpide eest. Igal metallil on oma ainulaadsed elektrokeemilised omadused, mis määravad, millise korrosioonitüübi (kui üldse) suhtes on metall tundlik. Allolevas tabelis on üksikasjalikult kirjeldatud tavalisi metalle ja nende läbiviidavaid korrosioonitüüpe.
| Metallist | Metalli korrosioonikaitse (d) | Levinud ennetusmeetodid | Galvaaniline tegevus* |
|---|---|---|---|
| Roostevaba teras (passiivne) | Ühtne rünnak, galvaaniline, süvend, lõhe (kõik, eriti soolase vee korral) | Puhastus, kaitsekate või hermeetik | Madal (esialgne korrosioon moodustab vastupidava oksiidikihi) |
| Raud | Ühtne rünnak, galvaaniline, pragu | Puhastus, kaitsekate või hermeetik, galvaniseerimine, roostevastased lahused | Kõrge |
| Messing | Ühtne rünnak, desinfitseerimine, stress | Puhastus, kaitsekate või hermeetik (tavaliselt õli või lakk), sulamile tina, alumiiniumi või arseeni lisamine | Keskmine |
| Alumiinium | Galvaaniline, auklik, pragu | Puhastus, kaitsekate või hermeetik, anodeerimine, galvaniseerimine, katoodkaitse, elektriisolatsioon | Kõrge (esialgne korrosioon moodustab vastupidava oksiidikihi) |
| Vask | Galvaaniline, auklik, esteetiline määrimine | Puhastus, kaitsekate või hermeetik, sulamile nikli lisamine (nt soolase vee jaoks) | Madal (esialgne korrosioonikindel patina) |
*Pange tähele, et veerg "Galvaaniline aktiivsus" viitab metalli suhtelisele keemilisele aktiivsusele, nagu on kirjeldatud võrdlusallikatest pärit galvaaniliste seeriate tabelites. Selles tabelis kasutatakse järgmisi mõisteid: mida suurem on metalli galvaaniline aktiivsus, seda kiiremini läbib see galvaanilist korrosiooni, kui see ühendatakse vähem aktiivse metalliga.
Samm 1. Vältige metallpinna kaitsmisega ühtlast ründekorrosiooni
Ühtlane ründekorrosioon (mõnikord lühendatud "ühtlaseks" korrosiooniks) on korrosioonitüüp, mis esineb sobivalt ühtlaselt katmata metallpinna kohal. Seda tüüpi korrosiooni korral on kogu metalli pind korrosiooni all ja seega toimub korrosioon ühtlase kiirusega. Näiteks kui kaitsmata raudkatus puutub regulaarselt kokku vihmaga, puutub kogu katusepind kokku ligikaudu sama koguse veega ja korrodeerub seega ühtlase kiirusega. Lihtsaim viis ühtlase ründekorrosiooni eest kaitsmiseks on tavaliselt panna kaitsetõke metalli ja söövitavate ainete vahele. See võib olla mitmesuguseid asju - värv, õlitihend või elektrokeemiline lahus nagu tsingitud tsingikate.
Maa -alustes või keelekümblusolukordades on ka katoodkaitse hea valik
Samm 2. Vältige galvaanilist korrosiooni, peatades ioonide voolu ühelt metallilt teisele
Üks oluline korrosioonivorm, mis võib tekkida sõltumata kaasatud metallide füüsilisest tugevusest, on galvaaniline korrosioon. Galvaaniline korrosioon tekib siis, kui kaks erineva elektroodipotentsiaaliga metalli puutuvad üksteisega kokku elektrolüüdi (nt soolane vesi) juuresolekul, mis loob nende vahel elektrit juhtiva tee. Kui see juhtub, voolavad metalliioonid aktiivsemalt metallist vähem aktiivsele metallile, põhjustades aktiivsema metalli kiirendatud korrosiooni ja vähemaktiivse metalli aeglasema kiirusega. Praktilises mõttes tähendab see seda, et kahe metalli kokkupuutepunktis hakkab aktiivsemal metallil tekkima korrosioon.
- Igasugune kaitsemeetod, mis hoiab ära ioonide voolamise metallide vahel, võib galvaanilise korrosiooni potentsiaalselt peatada. Metallide kaitsekatte andmine võib aidata vältida keskkonnast elektrolüütide tekitamist kahe metalli vahel elektrit juhtiva tee, samas kui ka elektrokeemilised kaitseprotsessid, nagu galvaniseerimine ja anodeerimine, toimivad hästi. Samuti on võimalik takistada galvaanilist korrosiooni, isoleerides üksteisega kokkupuutuvate metallide piirkonnad elektriliselt.
- Lisaks võib katoodkaitse või ohvriandi kasutamine kaitsta olulisi metalle galvaanilise korrosiooni eest. Lisateabe saamiseks vaadake allpool.
Samm 3. Vältige aukude korrosiooni, kaitstes metallpinda, vältides keskkonna kloriidiallikaid ning vältides lööke ja kriimustusi
Pitsimine on korrosiooni vorm, mis toimub mikroskoopilisel skaalal, kuid millel võivad olla ulatuslikud tagajärjed. Süvendid tekitavad suurt muret metallide puhul, mille korrosioonikindlus tuleneb nende pinnal olevast õhukesest kihist passiivsetest ühenditest, kuna selline korrosioonivorm võib põhjustada struktuuririkkeid olukordades, kus kaitsekiht neid tavaliselt takistab. Pitsimine tekib siis, kui väike osa metallist kaotab passiivse kaitsekihi. Kui see juhtub, tekib galvaaniline korrosioon mikroskoopilisel skaalal, mille tagajärjel tekib metallis väike auk. Selle augu sees muutub kohalik keskkond väga happeliseks, mis kiirendab protsessi. Tavaliselt hoitakse ära süvendite tekkimine, kandes metallpinnale kaitsekatte ja/või kasutades katoodkaitset.
Kokkupuude kõrge kloriidisisaldusega keskkonnaga (näiteks soolase veega) kiirendab süvendamisprotsessi
Samm 4. Vältida pragude korrosiooni, minimeerides kitsad ruumid objekti kujunduses
Pragude korrosioon esineb metallobjekti ruumides, kus ligipääs ümbritsevale vedelikule (õhk või vedelik) on halb - näiteks kruvide all, seibide all, luukide all või liigendühenduste vahel. Lõhekorrosioon tekib siis, kui metallpinna lähedal olev vahe on piisavalt lai, et võimaldada vedelikul siseneda, kuid piisavalt kitsas, et vedelikul on raskusi väljumisega ja see jääb seisma. Kohalik keskkond nendes väikestes ruumides muutub söövitavaks ja metall hakkab korrodeeruma protsessis, mis sarnaneb pitskorrosiooniga. Lõhe korrosiooni vältimine on üldiselt disainiprobleem. Minimeerides metallobjekti konstruktsiooni kitsaste lünkade tekkimist nende tühikute sulgemise või ringluse võimaldamise kaudu, on võimalik pragude korrosiooni minimeerida.
Lõhede korrosioon on eriti murettekitav, kui tegemist on metallidega nagu alumiinium, millel on kaitsev, passiivne väliskiht, kuna pragude korrosioonimehhanism võib selle kihi lagunemisele kaasa aidata
Samm 5. Vältige pingekorrosiooni pragunemist, kasutades ainult ohutuid koormusi ja/või lõõmutamist
Stresskorrosioonipragunemine (SCC) on haruldane korrosiooniga seotud konstruktsioonirikke vorm, mis valmistab erilist muret inseneridele, kelle ülesandeks on oluliste koormuste kandmiseks mõeldud ehituskonstruktsioonid. SCC korral moodustab kandev metall pragusid ja pragusid alla oma määratud koormuspiiri - rasketel juhtudel murdosa piirist. Söövitavate ioonide juuresolekul levivad suure koormuse tõmbepingest põhjustatud pisikesed mikroskoopilised praod metallis, kui söövitavad ioonid jõuavad prao otsa. See põhjustab pragude järkjärgulist suurenemist ja võib põhjustada võimalikke struktuurilisi rikkeid. SCC on eriti ohtlik, kuna see võib tekkida isegi selliste ainete juuresolekul, mis on metallist looduslikult väga kergelt söövitavad. See tähendab, et ohtlik korrosioon tekib samal ajal, kui ülejäänud metallpind tundub pealiskaudselt mõjutamata.
- SCC vältimine on osaliselt disainiprobleem. Näiteks kui valite materjali, mis on SCC suhtes vastupidav keskkonnas, kus metall töötab, ja tagades, et metallmaterjal on nõuetekohaselt stressitestiga, võib see aidata vältida SCC-d. Lisaks võib metalli lõõmutamise protsess kõrvaldada selle valmistamisel tekkivad jääkpinged.
- On teada, et SCC -d süvendavad kõrge temperatuur ja lahustunud kloriide sisaldava vedeliku olemasolu.
Meetod 2/3: korrosiooni vältimine koduste lahendustega
Samm 1. Värvige metallpind
Võib -olla on kõige tavalisem ja taskukohasem meetod metalli korrosiooni eest kaitsmiseks lihtsalt selle katmine värvikihiga. Korrosiooniprotsess hõlmab niiskust ja oksüdeerivat ainet, mis interakteeruvad metalli pinnaga. Seega, kui metall on kaetud värvi kaitsva barjääriga, ei saa niiskus ega oksüdeerivad ained metalliga ise kokku puutuda ja korrosiooni ei teki.
- Värv ise on aga lagunemise suhtes haavatav. Kandke värv uuesti, kui see on purunenud, kulunud või kahjustatud. Kui värv laguneb sedavõrd, et alusmetall paljastub, kontrollige kindlasti avatud metalli korrosiooni või kahjustuste suhtes.
-
Metallpindadele värvi kandmiseks on erinevaid meetodeid. Metallitöötajad kasutavad sageli mitut neist meetoditest koos, tagamaks, et kogu metallobjekt saab põhjaliku katte. Allpool on näidismeetodid koos kommentaaridega nende kasutamise kohta:
- Pintsel-kasutatakse raskesti ligipääsetavate ruumide jaoks.
- Rull - kasutatakse suurte alade katmiseks. Odav ja mugav.
- Õhupihusti - kasutatakse suurte alade katmiseks. Kiirem, kuid vähem tõhus kui rullid (värvi raiskamine on suur).
- Õhuvaba pihusti/elektrostaatiline õhuvaba pihusti - kasutatakse suurte alade katmiseks. Kiire ja võimaldab paksu/õhukese konsistentsi muutuvat taset. Vähem raiskav kui tavaline õhuprits. Varustus on kallis.
Etapp 2. Veega kokkupuutuva metalli jaoks kasutage merevärvi
Metallist esemed, mis regulaarselt (või pidevalt) veega kokku puutuvad, nagu paadid, vajavad erivärve, et kaitsta suurenenud korrosioonivõimaluse eest. Sellistes olukordades ei ole ainus mure (kuigi see on suur) rooste tekkega "tavaline" korrosioon, sest kaitsmata metallil kasvada võiv mereelustik (põõsas jne) võib saada täiendavaks kulumisallikaks. ja korrosioon. Metallist esemete, näiteks paatide jms kaitsmiseks kasutage kindlasti kõrgekvaliteedilist mere epoksüvärvi. Seda tüüpi värvid mitte ainult ei kaitse alusmetalli niiskuse eest, vaid takistavad ka mereelustiku kasvu selle pinnal.
Samm 3. Kandke liikuvatele metallosadele kaitsvaid määrdeaineid
Lamedate, staatiliste metallpindade puhul hoiab värv suurepäraselt tööd niiskuse eest ja hoiab ära korrosiooni, ilma et see mõjutaks metalli kasulikkust. Kuid värv ei sobi tavaliselt metallosade liigutamiseks. Näiteks kui värvite uksehinge üle, hoiab see värvi kuivamisel hinge kinni, takistades selle liikumist. Kui sundite ukse jõuga lahti, praguneb värv, jättes auke niiskuse eest metalli jõudmiseks. Parem valik metallosadele, nagu hinged, liigendid, laagrid jne, on sobiv vees lahustumatu määrdeaine. Seda tüüpi määrdeaine põhjalik kiht tõrjub loomulikult niiskust, tagades samal ajal teie metallosa sujuva ja lihtsa liikumise.
Kuna määrdeained ei kuivata kohapeal nagu värvid, lagunevad need aja jooksul ja nõuavad aeg-ajalt uuesti pealekandmist. Kandke metallosadele perioodiliselt määrdeaineid, et need jääksid kaitsvate hermeetikutena tõhusaks
Samm 4. Enne värvimist või määrimist puhastage metallpinnad põhjalikult
Ükskõik, kas kasutate tavalist värvi, merevärvi või kaitsvat määrdeainet/hermeetikut, peate enne pealekandmisprotsessi alustamist veenduma, et metall on puhas ja kuiv. Hoolitsege selle eest, et metall oleks täielikult mustusest, rasvast, keevisjäätmetest ja olemasolevast korrosioonist puhas, kuna need asjad võivad teie jõupingutusi õõnestada, aidates kaasa tulevastele korrosioonile.
- Mustus, mustus ja muu praht segavad värvi ja määrdeaineid, takistades värvi või määrdeaine kinnitamist otse metallpinnale. Näiteks kui te värvite teraslehte, millel on mõned hulkuvad metallilaastud, siis tahkub värv laastudele, jättes alusmetallile tühjad kohad. Kui ja kui laastud maha kukuvad, on avatud koht korrosiooni suhtes tundlik.
- Kui värvite või määrite metallpinda mõne olemasoleva korrosiooniga, peaks teie eesmärk olema muuta pind võimalikult siledaks ja korrektseks, et tagada hermeetiku parim võimalik kleepumine metallile. Kasutage traatharja, liivapaberit ja/või keemilisi rooste eemaldajaid, et eemaldada võimalikult palju lahtist korrosiooni.
Samm 5. Hoidke kaitsmata metalltooted niiskuse eest
Nagu eespool märgitud, süvendab enamik korrosioonivorme niiskust. Kui te ei suuda oma metallile värvi või hermeetikut katta, peaksite hoolitsema selle eest, et see ei puutuks kokku niiskusega. Kaitsmata metallitööriistade kuivana hoidmine võib parandada nende kasulikkust ja pikendada nende eluiga. Kui teie metalltooted puutuvad kokku veega või niiskusega, puhastage ja kuivatage need kohe pärast kasutamist, et vältida korrosiooni tekkimist.
Lisaks sellele, et jälgite kasutamise ajal kokkupuudet niiskusega, hoidke kindlasti metallist esemeid siseruumides puhtas ja kuivas kohas. Suurte esemete puhul, mis ei mahu kappi või kappi, katke ese katte või lapiga. See aitab hoida õhust niiskust ja takistab tolmu kogunemist pinnale
Samm 6. Hoidke metallpinnad võimalikult puhtad
Pärast iga eseme kasutamist, olenemata sellest, kas metall on värvitud või mitte, puhastage kindlasti selle funktsionaalsed pinnad, eemaldades mustuse, mustuse või tolmu. Mustuse ja prahi kogunemine metallpinnale võib kaasa aidata metalli ja/või selle kaitsekatte kulumisele ja kõrvale, põhjustades aja jooksul korrosiooni.
Meetod 3/3: korrosiooni vältimine täiustatud elektrokeemiliste lahendustega
Samm 1. Kasutage galvaniseerimisprotsessi
Tsingitud metall on metall, mis on kaetud õhukese tsingikihiga, et kaitsta seda korrosiooni eest. Tsink on keemiliselt aktiivsem kui alusmetall, nii et see oksüdeerub kokkupuutel õhuga. Kui tsinkikiht oksüdeerub, moodustab see kaitsekatte, vältides selle all oleva metalli edasist korrosiooni. Tänapäeval on kõige levinum tsingimisviis kuumtsinkimiseks kasutatav protsess, mille käigus metallosad (tavaliselt teras) sukeldatakse ühtlase katte saamiseks kuuma tsingi anumasse.
-
See protsess hõlmab tööstuslike kemikaalide käitlemist, millest mõned on toatemperatuuril ohtlikud, äärmiselt kuumal temperatuuril ja seetõttu ei tohiks seda proovida keegi peale koolitatud spetsialistide. Allpool on toodud terase kuumtsingimisprotsessi põhietapid:
- Teras puhastatakse mustuse, rasva, värvi jms eemaldamiseks söövitava lahusega, seejärel loputatakse põhjalikult.
- Teras marineeritakse veski skaala eemaldamiseks happes, seejärel loputatakse.
- Terasele kantakse materjal, mida nimetatakse vooks, ja lastakse kuivada. See aitab lõpliku tsinkkatte terase külge kleepuda.
- Teras kastetakse sulatatud tsingi anumasse ja lastakse soojeneda tsingi temperatuurini.
- Teras jahutatakse vett sisaldavas "kustutusmahutis".
Samm 2. Kasutage ohverdusanoodi
Üks viis metalleseme korrosiooni eest kaitsmiseks on selle külge elektriliselt kinnitada väike, reaktsioonivõimeline metallitükk, mida nimetatakse ohvriandriks. Suurema metallobjekti ja väikese reaktiivse objekti vahelise elektrokeemilise seose tõttu (selgitatakse lühidalt allpool) läbib korrosiooni ainult väike, reageeriv metallitükk, jättes suure ja olulise metalleseme puutumata. Kui ohvriand on täielikult korrodeerunud, tuleb see välja vahetada, vastasel juhul hakkab suurem metallist ese korrodeeruma. Seda korrosioonikaitse meetodit kasutatakse sageli maetud konstruktsioonide, näiteks maa -aluste mahutite või veega pidevalt kokkupuutuvate objektide, näiteks paatide jaoks.
- Ohvrianoodid on valmistatud mitmest erinevat tüüpi reaktiivsest metallist. Tsink, alumiinium ja magneesium on kolm kõige tavalisemat metalli, mida sel eesmärgil kasutatakse. Nende materjalide keemiliste omaduste tõttu kasutatakse tsinki ja alumiiniumi sageli soolase vee metallist esemete jaoks, samas kui magneesium sobib rohkem magevee jaoks.
- Põhjus, miks ohverdusanood töötab, on seotud korrosiooniprotsessi enda keemiaga. Kui metallese korrodeerub, tekivad loomulikult alad, mis sarnanevad keemiliselt elektrokeemilise elemendi anoodide ja katoodidega. Elektronid voolavad metallpinna kõige anoodsematest osadest ümbritsevatesse elektrolüütidesse. Kuna ohverdavad anoodid on kaitstava objekti metalliga võrreldes väga reaktiivsed, muutub objekt ise sellega võrreldes väga katoodiliseks ja seega voolavad ohvriandost elektronid välja, põhjustades selle korrodeerumist, kuid säästes ülejäänud metalli.
Samm 3. Kasutage muljetavaldavat voolu
Kuna metalli korrosiooni taga toimuv keemiline protsess hõlmab elektrivoolu metallist välja voolavate elektronide kujul, on söövitava voolu ületamiseks ja korrosiooni vältimiseks võimalik kasutada välist elektrivooluallikat. Põhimõtteliselt annab see protsess (nimetatakse implanteeritud vooluks) kaitstavale metallile pideva negatiivse elektrilaengu. See laeng ületab voolu, põhjustades elektronide väljavoolu metallist, peatades korrosiooni. Seda tüüpi kaitset kasutatakse sageli maetud metallkonstruktsioonide, näiteks mahutite ja torujuhtmete jaoks.
- Pange tähele, et impulsivoolu kaitsesüsteemide puhul kasutatakse tavaliselt alalisvoolu (DC).
- Tavaliselt tekib korrosioonivastane muljetavool, kui matetakse kaks metallist anoodi kaitstava metalleseme lähedale pinnasesse. Vool suunatakse isoleeritud traadi kaudu anoodidesse, mis seejärel voolab läbi pinnase ja metallesemesse. Vool läbib metallobjekti ja naaseb isoleeritud juhtme kaudu vooluallikasse (generaator, alaldi jne).
Samm 4. Kasutage anodeerimist
Anodeerimine on spetsiaalne kaitsekatte tüüp, mida kasutatakse metalli kaitsmiseks korrosiooni eest ja ka matriitside pealekandmiseks jne. Kui olete kunagi näinud erksavärvilist metallist karabiini, olete näinud värvitud anodeeritud metallpinda. Kaitsekatte füüsilise pealekandmise asemel, nagu maalimisel, kasutatakse anodeerimisel elektrivoolu, et anda metallile kaitsekate, mis hoiab ära peaaegu igasuguse korrosiooni.
- Anodeerimise keemiline protsess hõlmab asjaolu, et paljud metallid, nagu alumiinium, moodustavad õhus hapnikuga kokkupuutel looduslikult keemilisi tooteid, mida nimetatakse oksiidideks. Selle tulemusel on metallil tavaliselt õhuke välimine oksiidikiht, mis kaitseb (erineval määral, sõltuvalt metallist) edasise korrosiooni eest. Anodeerimisprotsessis kasutatav elektrivool tekitab selle oksiidi metalli pinnale oluliselt paksema koguse kui tavaliselt, pakkudes suurepärast kaitset korrosiooni eest.
-
Metallide anodeerimiseks on mitmeid erinevaid viise. Allpool on toodud ühe anodeerimisprotsessi põhietapid. Lisateavet leiate teemast Kuidas alumiiniumi anodeerida.
- Alumiinium puhastatakse ja rasvatustatakse.
- Alumiiniumi pinna lisandid eemaldatakse määrdumisvastase lahusega.
- Alumiinium lastakse happevanni püsiva voolu ja temperatuuri juures (näiteks 12 amprit/ruutjalga ja 70–72 ° F (21–22 ° C)).
- Alumiinium eemaldatakse ja loputatakse.
- Alumiinium on valikuliselt värvaine all temperatuuril 100–140 ° F (38–60 ° C).
- Alumiinium suletakse, asetades selle 20-30 minutiks keevasse vette.
Samm 5. Kasutage passiivset metalli
Nagu eespool märgitud, moodustavad mõned metallid õhuga kokkupuutel looduslikult kaitsva oksiidkatte. Mõned metallid moodustavad selle oksiidkatte nii tõhusalt, et muutuvad lõpuks suhteliselt keemiliselt mitteaktiivseks. Me ütleme, et need metallid on passiivsed, viidates passiivsusprotsessile, mille käigus nad muutuvad vähem reaktiivseks. Sõltuvalt soovitud kasutusest ei pruugi passiivne metallist ese korrosioonikindlaks muutmiseks tingimata vaja täiendavat kaitset.
-
Üks tuntud näide metallist, millel on passiivsus, on roostevaba teras. Roostevaba teras on tavalise terase ja kroomi sulam, mis on enamikus tingimustes tõhusalt korrosioonikindel, ilma et oleks vaja mingit muud kaitset. Enamiku igapäevaste kasutusviiside puhul ei tekita roostevabast terasest tavaliselt korrosiooni.
Siiski tuleb mainida, et teatavates tingimustes ei ole roostevaba teras 100% korrosioonikindel, eriti soolases vees. Sarnaselt muutuvad paljud passiivsed metallid teatud äärmuslikes tingimustes mittepassiivseks ja seega ei pruugi need sobida igaks otstarbeks
