A korrózió természetes folyamat, amely minden fémnél előfordul, de néhány kezeléssel jelentősen lelassítható
Ennek oka a környezetben lévő oxidálószerek, például víz vagy levegő. Hatalmas problémát jelenthet azok számára, akik nagyméretű építési projektekben vesznek részt fém anyagokat használva, ideértve az épületeket, autókat, hidakat, repülőgépeket stb. De még a kis fémtermékek is korrodálódnak, és elveszítik erejüket vagy szépségüket. Szerencsére a ház körül talált anyagokkal vagy az erősebb hatás érdekében fejlett technikákkal megakadályozhatja, hogy ez a folyamat olyan gyorsan megtörténjen, mint általában.
Lépések
Módszer 1 /3: A fémkorrózió gyakori típusainak megértése
Mivel ma nagyon sokféle fémet használnak, az építőknek és a gyártóknak sokféle korrózió ellen kell védekezniük. Minden fémnek megvannak a maga egyedi elektrokémiai tulajdonságai, amelyek meghatározzák, hogy a korrózió milyen típusai (ha vannak) a fémek érzékenyek. Az alábbi táblázat részletezi a közönséges fémek kiválasztását és azoknak a korróziónak a típusait.
| Fém | A Metal korróziós sérülékenysége (i) | Gyakori megelőző technikák | Galvanikus tevékenység* |
|---|---|---|---|
| Rozsdamentes acél (passzív) | Egységes támadás, galvanikus, gödrös, rés (minden, különösen a sós vízben) | Tisztítószer, védőbevonat vagy tömítőanyag | Alacsony (a kezdeti korrózió ellenálló oxidréteget képez) |
| Vas | Egységes támadás, galvanikus, rés | Tisztítás, védőbevonat vagy tömítőanyag, horganyzás, rozsdagátló oldatok | Magas |
| Sárgaréz | Egységes roham, dezincifikáció, stressz | Tisztítás, védőbevonat vagy tömítőanyag (általában olaj vagy lakk), ón, alumínium vagy arzén hozzáadása az ötvözethez | Közepes |
| Alumínium | Galvanikus, rés, rés | Tisztítás, védőbevonat vagy tömítőanyag, eloxálás, horganyzás, katódvédelem, elektromos szigetelés | Magas (a kezdeti korrózió ellenálló oxidréteget képez) |
| Réz | Galvanikus, gödröcske, esztétikai foltosítás | Tisztítás, védőbevonat vagy tömítőanyag, nikkel hozzáadása az ötvözethez (pl. Sós vízhez) | Alacsony (a kezdeti korrózió ellenáll a patinának) |
*Ne feledje, hogy a "Galvanikus aktivitás" oszlop a fém relatív kémiai aktivitására utal, amint azt a referenciaforrásokból származó galvanikus sorozatok táblázatai leírják. E táblázat alkalmazásában minél nagyobb a fém galvanikus aktivitása, annál gyorsabban megy végbe galvanikus korrózióban, ha kevésbé aktív fémhez csatlakoztatják.
1. lépés: A fémfelület védelmével megakadályozza az egyenletes támadáskorróziót
Az egységes támadáskorrózió (néha "egyenletes" korrózióra rövidítve) a korrózió egyik fajtája, amely megfelelően, egyenletes módon fordul elő a kitett fémfelületen. Ilyen típusú korrózió esetén a fém teljes felülete korróziónak van kitéve, és így a korrózió egyenletes ütemben halad. Például, ha egy nem védett vas tetőt rendszeresen esőnek tesznek ki, akkor a teljes tetőfelület nagyjából azonos mennyiségű vízzel érintkezik, és így egyenletes sebességgel korrodálódik. A legegyszerűbb módja az egyenletes támadáskorrózió elleni védelemnek általában az, ha védőréteget helyez a fém és a korrodálószerek közé. Ez sokféle lehet - festék, olajtömítő vagy elektrokémiai oldat, például horganyzott cinkbevonat.
Föld alatti vagy merülő helyzetekben a katódvédelem is jó választás
2. lépés: A galván korrózió megelőzése az egyik fémből a másikba történő ionáramlás leállításával
A korrózió egyik fontos formája, amely az érintett fémek fizikai szilárdságától függetlenül előfordulhat, a galvanikus korrózió. A galvanikus korrózió akkor fordul elő, amikor két különböző elektródpotenciállal rendelkező fém érintkezik egymással elektrolit (például sós víz) jelenlétében, amely elektromos vezetési utat hoz létre a kettő között. Amikor ez megtörténik, a fémionok az aktívabb fémből a kevésbé aktív fémbe áramlanak, ami az aktívabb fém gyorsított korróziójához, a kevésbé aktív fém lassabb korróziójához vezet. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy a két fém érintkezési pontján korrózió alakul ki az aktívabb fémen.
- Bármely védelmi módszer, amely megakadályozza az ionáramlást a fémek között, potenciálisan megállíthatja a galvanikus korróziót. A fémek védőbevonata megakadályozhatja, hogy a környezetből származó elektrolitok elektromos vezetési utat hozzanak létre a két fém között, miközben az elektrokémiai védelmi folyamatok, például a horganyzás és az eloxálás is jól működnek. A galvanikus korróziót is meg lehet akadályozni az egymással érintkező fémek területének elektromos szigetelésével.
- Ezenkívül a katódvédelem vagy az áldozati anód használata megvédheti a fontos fémeket a galvanikus korróziótól. További információért lásd alább.
3. lépés: A fémfelület védelmével, a környezeti kloridforrások elkerülésével, valamint a horpadások és karcolások megelőzésével megakadályozza a gödrök korrózióját
A gödröcske a korrózió egyik formája, amely mikroszkopikus léptékben megy végbe, de nagyszabású következményekkel járhat. A lyukak nagy aggodalomra adnak okot azoknál a fémeknél, amelyek korrózióállóságukat a felületükön lévő vékony réteg passzív vegyületekből származtatják, mivel ez a korróziós forma szerkezeti meghibásodásokhoz vezethet olyan helyzetekben, amikor a védőréteg általában megakadályozza őket. Mélyedés akkor fordul elő, amikor a fém egy kis része elveszíti passzív védőrétegét. Amikor ez megtörténik, a galvanikus korrózió mikroszkopikus léptékben történik, ami egy apró lyuk kialakulásához vezet a fémben. Ezen a lyukon belül a helyi környezet erősen savas lesz, ami felgyorsítja a folyamatot. A gödrök kialakulását általában úgy lehet megakadályozni, hogy védőbevonatot viszünk fel a fémfelületre és/vagy katódos védelmet alkalmazunk.
A kloridban gazdag környezetnek (például sós víznek) való kitettségről ismert, hogy felgyorsítja a kátyúzási folyamatot
4. lépés: Az objektum kialakításában lévő szűk helyek minimalizálásával megakadályozza a rések korrózióját
A réskorrózió olyan fémtárgyak olyan területein fordul elő, ahol a környező folyadékhoz (levegőhöz vagy folyadékhoz) rossz hozzáférés érhető el - például csavarok, alátétek, szárnyak vagy csuklópántok között. A réskorrózió akkor fordul elő, amikor a fémfelület közelében lévő rés elég széles ahhoz, hogy a folyadék bejusson, de elég keskeny ahhoz, hogy a folyadék nehezen távozzon és stagnáljon. Ezekben a kis terekben a helyi környezet maró hatásúvá válik, és a fém korrodálódni kezd a gödörkorrózióhoz hasonló folyamatban. A réskorrózió megelőzése általában tervezési kérdés. Azáltal, hogy minimálisra csökkenti a szűk rések előfordulását egy fémtárgy szerkezetében e rések bezárásával vagy a keringés lehetővé tételével, minimálisra csökkenthető a rések korróziója.
A réskorrózió különös aggodalomra ad okot, ha olyan fémekkel, például alumíniummal foglalkozunk, amelyek védő, passzív külső réteggel rendelkeznek, mivel a réskorrózió mechanizmusa hozzájárulhat e réteg lebomlásához
5. lépés: Csak biztonságos terhelések és/vagy lágyítás alkalmazásával akadályozza meg a feszültségkorróziós repedéseket
A feszültségkorróziós repedés (SCC) a korrózióval összefüggő szerkezeti meghibásodás ritka formája, amely különösen aggasztja azokat a mérnököket, akik fontos terhelések elviselésére szolgáló épületszerkezetekkel vannak megbízva. SCC esetén a teherhordó fém repedéseket és töréseket képez a megadott terhelési határ alatt - súlyos esetekben a határ töredékéig. Maró ionok jelenlétében apró, mikroszkopikus repedések keletkeznek a fémben, amelyeket a nagy terhelés húzófeszültsége okoz, amikor a korrozív ionok elérik a repedés csúcsát. Ez azt eredményezi, hogy a repedés fokozatosan nő, és esetleges szerkezeti meghibásodást okozhat. Az SCC különösen veszélyes, mert előfordulhat olyan anyagok jelenlétében is, amelyek természetesen csak enyhén korrozívak a fémre. Ez azt jelenti, hogy a veszélyes korrózió akkor következik be, amikor a fémfelület többi része felületesen érintetlennek tűnik.
- Az SCC megakadályozása részben tervezési kérdés. Például, ha olyan anyagot választ, amely ellenáll az SCC-nek abban a környezetben, amelyben a fém működni fog, és annak biztosításával, hogy a fém anyag megfelelően feszültségvizsgálat alatt áll, segíthet megelőzni az SCC-t. Ezenkívül a fém izzításának folyamata kiküszöbölheti a maradék feszültségeket a gyártás során.
- Ismert, hogy az SCC -t súlyosbítja a magas hőmérséklet és az oldott kloridokat tartalmazó folyadék.
2. módszer a 3 -ból: A korrózió megelőzése otthoni megoldásokkal
1. lépés Fesse le a fém felületet
Talán a legelterjedtebb, megfizethető módszer a fém korrózió elleni védelmére, ha egyszerűen lefedjük egy festékréteggel. A korróziós folyamat során nedvesség és oxidálószer lép kölcsönhatásba a fém felületével. Így, ha a fémet festékvédő bevonattal látják el, sem nedvesség, sem oxidálószerek nem érintkezhetnek magával a fémmel, és nem lép fel korrózió.
- A festék azonban sérülékeny. Alkalmazza újra a festéket, ha elkopik, elkopik vagy megsérül. Ha a festék annyira lebomlik, hogy az alatta lévő fém láthatóvá válik, ellenőrizze, hogy nincs -e korrózió vagy sérülés a kitett fémen.
-
Sokféle módszer létezik a festék fémfelületekre történő felhordására. A fémmegmunkálók gyakran számos módszert alkalmaznak együtt annak biztosítására, hogy a teljes fémtárgy alapos bevonatot kapjon. Az alábbiakban bemutatunk egy mintát a módszerekről, megjegyzésekkel a használatukról:
- Kefe-nehezen hozzáférhető helyekhez használják.
- Henger - nagy területek lefedésére szolgál. Olcsó és kényelmes.
- Légpermet - nagy területek lefedésére szolgál. Gyorsabb, de kevésbé hatékony, mint a hengerek (nagy a festékveszteség).
- Airless spray/elektrosztatikus airless spray - nagy területek lefedésére szolgál. Gyors és lehetővé teszi a vastag/vékony konzisztencia változó szintjét. Kevésbé pazarló, mint a hagyományos levegős permetezés. A berendezés drága.
2. lépés Használjon tengeri festéket víznek kitett fémhez
Azok a fémtárgyak, amelyek rendszeresen (vagy állandóan) érintkeznek a vízzel, mint például a csónakok, speciális festékeket igényelnek, hogy megvédjék a korróziótól. Ezekben a helyzetekben a "normál" korrózió rozsdásodás formájában nem az egyetlen aggodalomra ad okot (bár ez a legnagyobb), mivel a tengeri élőlények (barnacles stb.), Amelyek védtelen fémeken növekedhetnek, további kopásforrássá válhatnak és korrózió. Fémtárgyak, például csónakok stb. Védelméhez feltétlenül használjon kiváló minőségű tengeri epoxi festéket. Az ilyen típusú festékek nemcsak megvédik az alatta lévő fémet a nedvességtől, hanem elriasztják a tengeri élővilág növekedését a felületén.
3. lépés Vigyen fel védő kenőanyagokat a mozgó fém alkatrészekre
A lapos, statikus fémfelületekhez a festék kiválóan tartja a nedvességet és megakadályozza a korróziót anélkül, hogy befolyásolná a fém hasznosságát. A festék azonban általában nem alkalmas fém alkatrészek mozgatására. Például, ha az ajtó zsanérja fölé fest, amikor a festék megszárad, a csuklópántot a helyén tartja, akadályozva annak mozgását. Ha erővel kinyitja az ajtót, a festék megreped, és lyukakat hagy a nedvesség eléréséhez a fémhez. Jobb választás fém alkatrészekhez, például zsanérokhoz, csuklókhoz, csapágyakhoz stb. A megfelelő vízben oldhatatlan kenőanyag. Az ilyen típusú kenőanyagok alapos bevonata természetesen taszítja a nedvességet, miközben biztosítja a fém alkatrészek sima és könnyű mozgását.
Mivel a kenőanyagok nem száradnak meg a helyükön, mint a festékek, idővel lebomlanak, és alkalmanként újrafelhasználást igényelnek. Rendszeresen vigyen fel kenőanyagokat a fém alkatrészekre, hogy biztosítsa, hogy hatékonyak maradjanak védő tömítőanyagként
4. lépés Alaposan tisztítsa meg a fémfelületeket festés vagy kenés előtt
Függetlenül attól, hogy normál festéket, tengeri festéket vagy védő kenőanyagot/tömítőanyagot használ, a felhordási folyamat megkezdése előtt meg kell győződnie arról, hogy a fém tiszta és száraz. Ügyeljen arra, hogy a fém teljesen szennyeződéstől, zsírtól, hegesztési törmeléktől vagy meglévő korróziótól mentes legyen, mivel ezek a dolgok alááshatják erőfeszítéseit, mivel hozzájárulnak a jövőbeni korrózióhoz.
- A szennyeződés, szennyeződés és egyéb törmelék zavarja a festéket és a kenőanyagokat, mivel megakadályozza, hogy a festék vagy kenőanyag közvetlenül a fémfelületre tapadjon. Például, ha olyan acéllemezre fest, amelyen néhány kóbor fémforgács van, a festék megdermed a forgácson, üres helyeket hagyva az alatta lévő fémen. Ha és amikor a forgács leesik, a kitett hely korróziónak van kitéve.
- Ha egy fémfelületet valamilyen meglévő korrózióval fest, vagy ken, akkor a célnak az lehet, hogy a felületet a lehető legegyenletesebbé és szabályosabbá tegye, hogy a tömítőanyag a lehető legjobban tapadjon a fémhez. Használjon drótkefét, csiszolópapírt és/vagy vegyi rozsda eltávolítót a lehető legnagyobb mennyiségű korrózió eltávolításához.
5. lépés: A védtelen fémtermékeket tartsa távol a nedvességtől
Amint fentebb említettük, a korrózió legtöbb formáját a nedvesség súlyosbítja. Ha nem tudja felvinni fémére a festék vagy tömítőanyag védőbevonatát, ügyeljen arra, hogy ne tegye ki nedvességnek. A védtelen fémszerszámok szárazon tartására irányuló erőfeszítések javíthatják azok hasznosságát és meghosszabbíthatják élettartamukat. Ha a fémtárgyak víznek vagy nedvességnek vannak kitéve, a használat után azonnal tisztítsa meg és szárítsa meg őket, hogy megelőzze a korróziót.
Amellett, hogy a használat során figyelni kell a nedvességnek való kitettségre, ügyeljen arra, hogy a fémtárgyakat beltérben, tiszta, száraz helyen tárolja. Nagyméretű tárgyak esetén, amelyek nem férnek el egy szekrényben vagy szekrényben, takarja le a tárgyat ponyvával vagy ruhával. Ez segít elkerülni a nedvességet a levegőből, és megakadályozza a por felhalmozódását a felületen
6. lépés Tartsa a fémfelületeket a lehető legtisztábbnak
Fémtárgyak minden használata után, függetlenül attól, hogy a fém festett -e vagy sem, tisztítsa meg annak funkcionális felületeit, távolítsa el a szennyeződéseket, piszkot vagy port. A szennyeződések és törmelékek felhalmozódása a fém felületén hozzájárulhat a fém és/vagy védőbevonatának kopásához és füléhez, ami idővel korrózióhoz vezethet.
3. módszer 3 -ból: A korrózió megelőzése fejlett elektrokémiai megoldásokkal
1. lépés Használjon horganyzási eljárást
A horganyzott fém olyan fém, amelyet vékony cinkréteggel vontak be, hogy megvédje a korróziótól. A cink kémiailag aktívabb, mint az alatta lévő fém, ezért levegővel érintkezve oxidálódik. Miután a cinkréteg oxidálódik, védőréteget képez, megakadályozva az alatta lévő fém további korrózióját. A manapság leggyakrabban alkalmazott horganyzási módszer a tűzihorganyzás, amelyet fém alkatrészek (általában acél) merítenek egy forró, olvadt cink kádba, hogy egyenletes bevonatot kapjanak.
-
Ez a folyamat magában foglalja az ipari vegyi anyagok kezelését, amelyek közül néhány veszélyes szobahőmérsékleten, rendkívül forró hőmérsékleten, és ezért képzett szakembereken kívül senki sem kísérletezhet velük. Az alábbiakban bemutatjuk az acél tűzihorganyzási folyamatának alapvető lépéseit:
- Az acélt maró oldattal tisztítják, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket, zsírt, festéket stb., Majd alaposan öblítsék le.
- Az acélt savval pácolják a malomkő eltávolítása érdekében, majd öblítik.
- A fluxusnak nevezett anyagot felviszik az acélra, és hagyják megszáradni. Ez segíti a végső cinkbevonat tapadását az acélhoz.
- Az acélt olvadt cink kádba mártjuk, és hagyjuk felmelegedni a cink hőmérsékletére.
- Az acélt víztartalmú "kioltótartályban" hűtik.
Lépés 2. Használjon áldozati anódot
Az egyik módja annak, hogy megvédjük a fémtárgyat a korróziótól, ha elektromosan rögzítünk egy kicsi, reakcióképes fémdarabot, amelyet áldozati anódnak neveznek. A nagyobb fémtárgy és a kicsi reaktív tárgy közötti elektrokémiai kapcsolat miatt (az alábbiakban röviden ismertetjük), csak a kicsi, reaktív fémdarab esik korrózióba, így a nagy, fontos fémtárgy sértetlen marad. Amikor az áldozati anód teljesen korrodálódik, ki kell cserélni, különben a nagyobb fémtárgy korrodálni kezd. Ezt a korrózióvédelmi módszert gyakran használják eltemetett szerkezetekhez, például földalatti tárolótartályokhoz, vagy vízzel állandóan érintkező tárgyakhoz, például csónakokhoz.
- Az áldozati anódok többféle típusú reaktív fémből készülnek. A cink, az alumínium és a magnézium a három leggyakoribb fém, amelyet erre a célra használnak. Ezen anyagok kémiai tulajdonságai miatt a cinket és az alumíniumot gyakran használják fém tárgyakhoz sós vízben, míg a magnézium jobban megfelel édesvízi célokra.
- Az áldozati anód működésének oka maga a korróziós folyamat kémiája. Amikor egy fémtárgy korrodálódik, természetesen kialakulnak olyan területek, amelyek kémiailag hasonlítanak az elektrokémiai cellában lévő anódokhoz és katódokhoz. Az elektronok a fémfelület legtöbb anódos részéből a környező elektrolitokba áramlanak. Mivel az áldozati anódok nagyon reaktívak a védett tárgy féméhez képest, maga az objektum nagyon katódossá válik ehhez képest, és így az elektronok kiáramlanak az áldozati anódból, ami korróziót okoz, de kíméli a fém többi részét.
Lépés 3. Használjon benyomott áramot
Mivel a fémkorrózió mögött meghúzódó kémiai folyamat során a fémből kifolyó elektronok formájában elektromos áram folyik, lehetséges a külső áramforrás használata a korrozív áram leküzdésére és a korrózió megelőzésére. Lényegében ez a folyamat (nyomatékáramnak nevezik) folyamatos negatív elektromos töltést kölcsönöz a védett fémnek. Ez a töltés legyőzi az áramot, és elektronok áramlanak ki a fémből, megállítva a korróziót. Ezt a fajta védelmet gyakran használják eltemetett fémszerkezetekhez, például tárolótartályokhoz és csővezetékekhez.
- Ne feledje, hogy a lenyomatos áramvédelmi rendszerekben használt áram típusa általában egyenáram (DC).
- Általában a korróziógátló benyomott áramot úgy hozzák létre, hogy két fémanódot a talajba temetnek a védendő fémtárgy közelében. Az áramot egy szigetelt huzalon keresztül az anódokhoz továbbítják, amely ezután a talajon keresztül a fémtárgyba áramlik. Az áram áthalad a fémtárgyon, és egy szigetelt vezetéken keresztül visszatér az áramforráshoz (generátor, egyenirányító stb.).
4. lépés. Használja az eloxálást
Az eloxálás egy speciális típusú védőfelület -bevonat, amelyet a fém korrózió elleni védelmére, valamint szerszámok felhordására és így tovább alkalmaznak. Ha valaha is látott élénk színű fémkarabint, akkor látott festett eloxált fémfelületet. Ahelyett, hogy a védőbevonat fizikai felhordását jelentené, mint a festésnél, az eloxálás elektromos áramot használ a fém védőbevonatának kialakítására, amely megakadályozza a korrózió szinte minden formáját.
- Az eloxálás mögött meghúzódó kémiai folyamat magában foglalja azt a tényt, hogy sok fém, például az alumínium, természetesen oxigénnek nevezett kémiai termékeket képez, amikor a levegőben lévő oxigénnel érintkeznek. Ez azt eredményezi, hogy a fém általában vékony külső oxidréteggel rendelkezik, amely megvédi (a fémtől függően különböző mértékben) a további korróziótól. Az eloxálási folyamat során használt elektromos áram lényegében sokkal vastagabb felhalmozódást okoz az oxid felületén a fém felületén, mint általában, és nagy védelmet nyújt a korrózió ellen.
-
A fémek eloxálására többféle módszer létezik. Az alábbiakban bemutatjuk az egyik eloxálási folyamat alapvető lépéseit. További információért lásd: Az alumínium eloxálása.
- Az alumíniumot megtisztítják és zsírtalanítják.
- Az alumínium felületi szennyeződéseit szennyeződésmentesítő oldattal távolítják el.
- Az alumíniumot savas fürdőbe süllyesztik állandó áram és hőmérséklet mellett (például 12 amper/négyzetláb és 21–22 ° C).
- Az alumíniumot eltávolítják és leöblítik.
- Az alumínium opcionálisan festékbe merül 100-140 ° F (38-60 ° C) hőmérsékleten.
- Az alumíniumot lezárjuk úgy, hogy forró vízbe helyezzük 20-30 percre.
5. lépés Használjon passzivációt mutató fémet
Amint fentebb említettük, egyes fémek levegővel érintkezve természetesen védő oxid bevonatot képeznek. Egyes fémek olyan hatékonyan képezik ezt az oxidbevonatot, hogy végül viszonylag inaktívvá válnak. Azt mondjuk, hogy ezek a fémek passzívak arra a passziválási folyamatra hivatkozva, amelynek során kevésbé reagálnak. A kívánt felhasználástól függően előfordulhat, hogy a passzív fémtárgynak nem feltétlenül kell extra védelem, hogy korrózióálló legyen.
-
A passzivációt mutató fémek egyik jól ismert példája a rozsdamentes acél. A rozsdamentes acél a hagyományos acél és a króm ötvözete, amely a legtöbb körülmények között hatékonyan korrózióálló, más védelem nélkül. A legtöbb mindennapi használatra a korrózió általában nem jelent problémát a rozsdamentes acél esetében.
Mindazonáltal megemlítendő, hogy bizonyos körülmények között a rozsdamentes acél nem 100% -ban korrózióálló - különösen sós vízben. Hasonlóképpen sok passzív fém bizonyos extrém körülmények között nem passzívvá válik, és így nem minden célra alkalmas
