Cum să preveniți corodarea metalelor

Coroziunea este procesul prin care metalul este degradat în prezența agenților oxidanți din mediul înconjurător. Coroziunea se dezvoltă în multe feluri și poate avea cauze diferite. Un exemplu tipic al acestui lucru este văzut în procesul de oxidare, pe parcursul căruia se formează oxizi

conținut

Pași
Metoda 1Înțelegeți diferitele tipuri de coroziune metalică
Metoda 2Împiedicați coroziunea cu soluții de casă
Metoda 3preveniți coroziunea cu ajutorul soluțiilor electrochimice avansate
Sfaturi
Avertismente
Lucruri de care ai nevoie

Produs de fier de umiditate. Coroziunea este o problemă serioasă pentru constructorii de nave, aeronave, clădiri, mașini și alte produse care utilizează metale. De exemplu, când metalul este folosit ca parte a unui pod, integritatea structurală a metalului, care poate fi compromisă de coroziune, este importantă pentru siguranța persoanelor care utilizează podul. Citiți primul pas pentru a începe să înțelegeți cum să protejați metalele împotriva coroziunii.

pași

Metoda 1
Înțelegeți diferitele tipuri de coroziune metalică

Deoarece există tipuri diferite de metal folosite astăzi, constructorii și producătorii trebuie să-i protejeze împotriva diferitelor tipuri de coroziune. Fiecare metal are anumite proprietăți electrochimice care determină ce tip de coroziune (dacă există) afectează metalul. Graficul de mai jos prezintă o selecție a metalelor comune și tipurile de coroziune care pot apărea în ele.

* Țineți cont de faptul că coloana din "Activitate galvanică" se referă la activitatea chimică și relativă a metalului care este descrisă de tabelele seriei galvanice din sursele de referință. Pentru o mai bună înțelegere a tabelului, dacă există o activitate galvanică mai mare a metalului, coroziunea galvanică se va dezvolta mai repede atunci când se îmbină cu un metal mai puțin activ.

Puteți evita coroziunea uniformă protejând suprafața metalului. Coroziunea uniformă este un tip de coroziune care apare, în mod corespunzător, uniform pe suprafața unui metal expus. În plus, coroziunea are loc într-un ritm uniform. De exemplu, dacă o suprafață fără protecție la fier este expusă în mod regulat ploii, întreaga suprafață va intra în contact cu aceeași cantitate de apă. Prin urmare, se va coroda într-un ritm uniform. Cel mai simplu mod de a proteja un metal împotriva coroziunii uniforme este de obicei prin plasarea unui scut între metal și agenții corozivi. Aceste protecții pot fi o mare varietate de lucruri: ulei de vopsea sau de etanșare, sau o soluție electrochimică, cum ar fi un strat de zinc galvanizat.
Dacă este vorba de medii subterane sau de imersiune, o opțiune bună este utilizarea protecției catodice.

Puteți preveni coroziunea galvanică prin împiedicarea fluxului de ioni de la un metal la altul. Coroziunea galvanică este o formă importantă de coroziune care are loc în ciuda rezistenței fizice a metalelor utilizate. Coroziunea galvanică apare atunci când două metale cu potențiale electrod diferite sunt în contact între ele în prezența unui electrolit (cum ar fi apa sărată) care creează un circuit electric între cele două. Când se întâmplă acest lucru, fluxul de ioni metalici trece de la cel mai activ la cel mai puțin activ, ceea ce face cel mai activ metal să corodeze într-un ritm mai rapid și cel mai puțin activ într-un ritm mai lent. Cu alte cuvinte, aceasta înseamnă că coroziunea se va dezvolta în cel mai activ metal și în punctul de contact dintre cele două metale.

Orice metodă de protecție care împiedică fluxul de ioni între metale poate preveni coroziunea galvanică. Dacă metalele au un strat de protecție adecvat, ele pot ajuta la prevenirea producerii de electroliți a unui circuit electric între cele două metale. Procesele de protecție electrochimică, cum ar fi galvanizarea și anodizarea, de asemenea, fac o treabă bună. În plus, este posibil să se prevină coroziunea galvanică prin aplicarea izolației electrice a zonelor metalice care intră în contact.

În plus, utilizarea protecției catodice sau a anodului sacrificial poate proteja metalele importante de coroziunea galvanică. Vedeți mai jos pentru mai multe informații.

Puteți evita coroziunea de piatră prin protejarea suprafeței metalului, prin prevenirea surselor de mediu de clorură și prin prevenirea fisurilor și zgârieturilor. Coroziunea corozivă este o formă de coroziune care are loc la scară microscopică, dar poate avea consecințe pe scară largă. Coroziunea corozivă provoacă o mare îngrijorare în cazul metalelor care își dau rezistența la coroziune dintr-un strat subțire de componente pasive pe suprafața lor. Acest lucru se datorează faptului că forma de coroziune poate provoca daune structurale în situațiile în care stratul protector ar funcționa în mod normal. Coroziunea corozivă apare atunci când o mică parte din metal își pierde stratul de protecție pasiv. Când se întâmplă acest lucru, coroziunea galvanică are loc la scară microscopică, ceea ce duce, la rândul său, la formarea unor mici decalări în metal. În acest decalaj, agenții locali devin acizi și procesul accelerează. Degradarea coroziunii este de obicei împiedicată prin aplicarea unui strat protector pe suprafața metalică sau prin utilizarea unei protecții catodice.

Se știe că expunerea la un mediu cu clorură mare (cum ar fi, de exemplu, apa sărată) accelerează procesul de corodare a pietrei.

Coroziunea la coroziune este împiedicată prin minimizarea spațiilor înguste în proiectarea obiectului. Dispariția corodării are loc între spațiile unui obiect metalic în care accesul la un fluid înconjurător (aer sau lichid) este scăzut. De exemplu, sub unelte, chiuvete, sub colțuri sau între îmbinările unei balamale. Coroziunea prin spargere are loc atunci când spațiul din apropierea suprafeței metalului este suficient de mare pentru a permite fluidului să intre și să fie suficient de îngust pentru ca fluidul să părăsească acel spațiu și să stagneze. Agenții din acele spații mici devin corozivi. Prin urmare, metalul începe un proces de coroziune similar cu cel al coroziunii pitting. Prevenirea coroziunii cu pietre este un subiect, în general, de design. Dacă posibilitatea de a avea spații înguste în construcția unui obiect metalic este minimizată sau este permisă circulația în acesta, este foarte probabil ca coroziunea prin tăiere să fie redusă la minimum.

Coroziunea prin așchiere este o preocupare majoră pentru metale, cum ar fi aluminiul, care are un strat subțire de protecție pasivă și deoarece coroziunea prin tăiere poate contribui la distrugerea acestui strat.

Puteți preveni corodarea stresului prin utilizarea unor sarcini sigure sau prin stingere. Coroziunea de tensiune este o formă neobișnuită de eșec structural legată de coroziune care îngrijorează inginerii responsabili de structurile de construcție care vor susține cantități mari de greutate. În cazul coroziunii la solicitare, un metal încărcat prezintă fisuri și fracturi sub limita specifică de încărcare. În multe cazuri, aproape de limită. Când sunt în contact cu ionii corozivi, fisurile microscopice din metal cauzate de stresul și solicitarea unei sarcini grele se propagă deoarece ionii corozivi ajung la capătul fisurii. Acest lucru face ca fisura să crească treptat și să reprezinte o cauză potențială a eventualelor deteriorări structurale. Coroziunea de tensiune este foarte periculoasă deoarece poate apărea în prezența unor substanțe care, de obicei, nu au un nivel ridicat de coroziune asupra metalului. Acest lucru face ca această coroziune să fie atât de periculoasă încât să apară în timp ce restul suprafeței metalului pare să nu fie afectată.

Prevenirea coroziunii stresului este un subiect, de obicei design. De exemplu, puteți alege un metal rezistent la coroziunea de stres în mediul în care va funcționa metalul. Acest lucru se realizează prin asigurarea faptului că materialul care urmează să fie utilizat trece printr-un test de stres. În plus, procesul de călită a unui metal poate elimina produsul tensiunii reziduale din procesul de fabricație.

Se știe că coroziunea la stres crește la temperaturi ridicate și împotriva lichidelor care conțin cloruri dizolvate.

Metoda 2
Împiedicați coroziunea cu soluții de casă

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 5

Vopseste suprafata metalului. Cea mai cunoscută și cea mai economică metodă de prevenire a coroziunii metalului este acoperirea cu un strat de vopsea. Procesul de coroziune implică umiditate și agenți de oxidare care interacționează cu suprafața metalică. În plus, când metalul este acoperit cu un strat de vopsea, nici umezeala, nici agentul de oxidare nu intră în contact cu metalul, ceea ce previne coroziunea.

Cu toate acestea, vopseaua este vulnerabilă la degradare. Aplicați vopseaua din nou când se pare că este uzată, crăpată sau deteriorată. Dacă vopseaua se degradează până la punctul în care metalul poate fi observat din nou, asigurați-vă că verificați dacă există coroziune sau deteriorarea părții expuse a metalului.
Există o mare varietate de metode de aplicare a vopselei pe suprafețele metalice. Oamenii care lucrează cu metal folosesc deseori multe dintre aceste metode pentru a se asigura că toate metalurile sunt protejate. Mai jos este o listă de metode cu comentariile lor respective:

Perie: este utilizată pentru spații greu accesibile.
Roller: este folosit pentru a acoperi suprafețe mari. Este o metodă economică și convenabilă.
Aer comprimat spray: folosit pentru a acoperi suprafețe mari. Este o metodă mai rapidă, dar mai puțin eficientă decât rolul (deșeurile de vopsea sunt ridicate).
Airless spray gun sau airless spray: utilizat pentru a acoperi suprafețe mari. Este rapid și permite modificarea nivelului de consistență, de la subțire la lat. Ea scade mai puțin vopseaua decât aerul comprimat. Echipamentul este scump.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor de la corodare Pasul 7

Utilizați vopsea marină dacă metalul este expus la apă. Obiectele metalice care în mod regulat (sau în mod constant) vin în contact cu apa, cum ar fi bărcile, necesită vopsele speciale pentru a le proteja împotriva posibilității mari de corodare. În aceste cazuri, coroziune "normal" Oxidarea nu este singura preocupare (deși este cea mai mare), deoarece viața marină (printre altele) care cresc sub metalul neprotejat poate deveni o sursă suplimentară de coroziune și uzură. Pentru a proteja obiectele metalice, cum ar fi bărcile, asigurați-vă că utilizați o vopsea epoxidică. Aceste tipuri de vopsea nu numai că protejează metalul de bază de umiditate, ci și că diminuează creșterea vieții marine pe suprafața sa.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 3

Aplicați lubrifianți de protecție pentru părțile metalice mobile. Pentru suprafețele metalice plate și statice, vopseaua face o treabă excelentă, îndepărtează umezeala și previne coroziunea fără a afecta utilizarea metalului. Cu toate acestea, vopseaua nu este uneori cea mai bună alegere pentru piese metalice mobile. De exemplu, atunci când pictați balamalele unei uși, atunci când vopseaua se usucă, ea menține balama într-un singur loc și împiedică mișcarea. Dacă forțați ușa să se deschidă, vopseaua va ieși și va lăsa lacunele unde umiditatea poate ajunge. O opțiune mai bună pentru piesele metalice, cum ar fi balamalele, îmbinările, ansamblurile, printre altele, este utilizarea unui lubrifiant insolubil în apă care este potrivit. Un strat de acest tip de lubrifiant va evita în mod natural umiditatea și în același timp va asigura mișcarea ușoară a părții metalice.

Deoarece lubrifianții nu se usucă ca vopselele, se uzează în timp și necesită o re-aplicare ocazională. Aplicați periodic un lubrifiant pieselor metalice pentru a vă asigura că își mențin eficacitatea ca agenți de etanșare de protecție.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 6

Curățați suprafețele metalice înainte de vopsire sau lubrifiere. Chiar dacă utilizați o vopsea marină normală sau un material de etanșare sau un lubrifiant de protecție, asigurați-vă că partea metalică este curată și uscată înainte de a începe procesul de aplicare. Asigurați-vă că metalul este complet lipsit de praf, grăsime, reziduuri de sudură sau coroziune existentă, deoarece aceste semnale pot afecta stresul și pot contribui la coroziunea viitoare.

Praful, societatea și alte resturi interferează cu vopselele și lubrifianții deoarece împiedică aderarea lor directă la suprafața metalică. De exemplu, dacă vopsiți pe o foaie de aluminiu cu povestiri de deșeuri metalice, vopseaua va fi adăugată la aceste reziduuri și va lăsa spații libere pe suprafața metalului. Când aceste reziduuri cad, locul expus va fi vulnerabil la coroziune.

Dacă vopsiți sau lubrifiați o suprafață metalică cu coroziune anterioară, obiectivul dvs. este de a face suprafața cât mai lină și mai regulată posibil pentru a asigura cea mai bună aderență la etanșantul de metal. Utilizați o mașină de lustruit, șmirghel sau produse chimice de coroziune pentru a elimina cât mai mult posibil.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor de la corodare Pasul 1

Păstrați produsele metalice departe de umiditate. După cum sa menționat mai sus, multe forme de coroziune sunt mărită de umiditate. Dacă nu puteți aplica un strat de protecție vopselei metalice sau a unui material de etanșare, trebuie să vă asigurați că nu este expus la umiditate. Efectuarea unui efort pentru a menține unelte metalice uscate poate îmbunătăți utilizarea și eficiența acestora. Dacă sculele metalice sunt expuse la apă sau umiditate, asigurați-vă că ați curățat-o și le-ați uscat imediat după metodele de prevenire a coroziunii de la început.

În plus, pentru a evita expunerea la umiditate, asigurați-vă că depozitați obiectele metalice într-un mediu rece și uscat. Pentru obiecte mai mari care nu se potrivesc într-un dulap, acoperiți obiectul cu o cârpă. Acest lucru îl va proteja de umezeală în aer și va împiedica acumularea prafului pe suprafață.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 2

Păstrați suprafața metalică cât mai curată posibil. După utilizarea fiecărei scule metalice, chiar dacă este vopsită, asigurați-vă că ați curățat suprafețele sale funcționale, îndepărtați praful, resturile sau murdăria. Acumularea prafului și a resturilor pe suprafața unui metal contribuie la uzura acestui strat și a stratului său de protecție, ceea ce duce la coroziunea accelerată.

Metoda 3
Preveniți coroziunea cu ajutorul soluțiilor electrochimice avansate

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 8

Folosește procesul de galvanizare. Metalul "galvanizat" este unul care a fost protejat cu un strat de zinc pentru a evita expunerea la coroziune. Zincul este un element chimic mai activ decât metalul de bază, deci se oxidează atunci când este expus mediului. Odată ce stratul de zinc este oxidat, acesta formează un strat protector care previne coroziunea metalului de bază. Cel mai frecvent tip de galvanizare de astăzi este un proces numit galvanizare prin imersare la cald. În acest proces, părțile metalice (de obicei fierul) sunt scufundate într-un container de zinc topit la cald pentru a obține un strat protector uniform.

Acest proces implică utilizarea de substanțe chimice industriale, care pot fi periculoase la temperatura camerei sau la temperaturi ridicate. Prin urmare, acest lucru poate fi făcut numai de profesioniști instruiți. Iată pașii de bază pentru fierul galvanizat la cald:

Fierul este curățat cu o soluție caustică pentru a îndepărta praful, grăsimea, vopseaua etc. și se clătește.
Fierul este scufundat în acid pentru a curăța colile și a clătit.
O substanță specială se aplică fierului și se lasă să se usuce. Acest lucru ajută stratul de zinc să adere la fier.
Fierul este scufundat într-un castron de zinc topit și lăsat să se încălzească la temperatura zincului.
Fierul este lăsat să se răcească într-un recipient de apă.

Utilizați un anod sacrificial. O modalitate de a proteja un obiect metalic de coroziune este conectarea electrică la o piesă metalică mică, reactivă, numită "anod sacrificial". Datorită relației electrochimice dintre metalul mai lung și cel metalic mai mic dar reactiv (pentru a fi explicat mai detaliat mai jos), numai cea mai mică și cea mai reactivă parte a metalului va avea coroziune și va permite celui mai mare și cel mai important metal să nu fie deteriorat. Când anodul sacrificial corrodes complet, acesta trebuie înlocuit cu un obiect metalic mai lung care va începe să corodeze. Această metodă de protecție împotriva coroziunii este adesea folosită pentru structurile subterane, cum ar fi tancurile de stocare subterană sau obiectele care au contact frecvent cu apa, cum ar fi bărcile.

Anozii sacrificiali sunt fabricați din diferite tipuri de metal reactiv. Zincul, aluminiu și magneziu sunt trei dintre cele mai comune metale în acest scop. Datorită proprietăților chimice ale acestor materiale, zincul și aluminiu sunt adesea folosite pentru obiecte metalice în apă sărată, în timp ce magneziul este utilizat cu apă proaspătă.

Motivul folosirii unui anod sacrificial se află în același proces de coroziune chimică. Când un obiect metalic corodează, zonele care dețin anodii și catodii într-un spațiu electrochimic se formează în mod natural. Electronii curg din părțile anodice ale suprafeței metalice a obiectului protejat. Astfel, obiectul însuși devine catodic și electronii curg spre anodul sacrificial, ceea ce îl face să corodeze fără a deteriora restul metalului.

Utilizați fluxul tipărit. Deoarece procesele chimice din spatele coroziunii metalice implică curent electric sub formă de electroni care curge din metal, este posibil să se utilizeze o sursă externă de curent electric pentru a îmbunătăți curentul coroziv și, astfel, pentru a preveni coroziunea. În esență, acest proces (numit tipărit de curent) este vorba de a acorda o sarcină electrică negativă și continuă metalului care este protejat. Această sarcină dă putere curentului, determinând electronii să iasă din metal, împiedicând coroziunea. Acest tip de protecție este adesea utilizat pentru structurile metalice îngropate, cum ar fi rezervoarele și conductele de stocare.

Rețineți că tipul curentului utilizat pentru sistemele curente tipărite este de obicei curenți direcți.

În general, fluxul imprimat pentru a evita coroziunea este generat prin îngroparea a două metale anodice în sol, în apropierea obiectului metalic care dorește să fie protejat. Curentul este trimis printr-un cablu izolat la anozi, care curge prin podea și ajunge la obiectul metalic. Curentul trece prin obiectul metalic și revine la sursa curentului (generator, redresor, etc.) printr-un cablu izolat.

Utilizați anodizarea. Anodizarea este un tip special de suprafață de protecție care este folosit pentru a proteja metalul de coroziune, pentru a aplica coloranți și altele asemenea. Dacă ați văzut vreodată un metal cu culori foarte luminoase, atunci ați văzut o suprafață de metal anodizată. În locul ambalării fizice a metalului cu un strat de protecție, cum ar fi vopseaua, anodizarea utilizează un curent electric pentru a da un strat protector metalului care previne aproape toate formele de coroziune.

Procesul chimic din spatele anodizării implică faptul că multe metale, cum ar fi aluminiul, formează chimicale aliate în mod natural, numite oxizi, atunci când vin în contact cu oxigenul din aer. Acest lucru are ca rezultat că metalul are în mod natural un strat subțire care îl va proteja (procentul depinde de metal) de coroziune. Curentul electric utilizat în procesul de anodizare a metalului creează o rezistență mai puternică față de oxidul de suprafață decât de obicei, ceea ce asigură o mare protecție împotriva coroziunii.

Există diferite tipuri de metale anodice. Mai jos sunt pașii de bază ai procesului de anodizare. citit Cum se anodizeaza aluminiu pentru mai multe informații.

Aluminiu este curățat și degresat.

Impuritățile de pe suprafața aluminiului sunt curățate cu o soluție.

Aluminiu este scăldat cu acid la un curent constant și o temperatură. De exemplu, 12 amperi / metri pătrați și 21-22 ° C (70 până la 72 ° F).

Aluminiu este extras și curățat.

Opțional, aluminiul este imersat într-un colorant de 38 până la 60 ° C (100 până la 140 ° F).

Aluminiu este sigilat prin plasarea în apă clocotită timp de 20 până la 30 de minute.

Utilizați un metal care prezintă pasivare. După cum sa explicat mai sus, unele metale formează în mod natural un strat de oxid de protecție atunci când sunt expuse la aer. Unele metale formează acest strat de oxid atât de eficient încât își pierd activitatea chimică. Spunem că aceste metale sunt pasive ca referință la procesul de pasivare prin care își pierd activitatea. Conform utilizării dorite, un obiect metalic pasiv nu veți avea nevoie în mod necesar de protecție suplimentară pentru al face să fie rezistent la coroziune.

Un bun exemplu de metal care prezintă pasivarea este oțelul inoxidabil. Oțelul inoxidabil este un aliaj din oțel comun și crom, ceea ce îl face rezistent la coroziune în multe condiții, fără a necesita protecție specială. Pentru multe utilizări zilnice, coroziunea nu este o preocupare obișnuită în oțelul inoxidabil.

Cu toate acestea, trebuie menționat că, în anumite condiții, oțelul inoxidabil nu este 100% rezistent la coroziune, în special în apa sărată. În mod similar, multe metale pasive obțin activitate în anumite condiții extreme și nu pot fi utilizate în toate cazurile.

sfaturi

Fii foarte atent cu coroziunea intergranulară. Aceasta afectează capacitatea metalului de a fi turnat sau manipulat. În plus, se deteriorează rezistența metalului.
Consiliul de ambarcațiuni și iahturi americani recomandă, în general, ambarcațiuni amalgamate. Cu toate acestea, cutii de aluminiu și oțel nu pot fi amalgamate dacă se dorește prevenirea coroziunii acestor metale.

avertismente

Nu lăsați niciodată părți metalice foarte corodate într-un vehicul sau o navă. Nivelul de coroziune poate varia semnificativ, dar orice corodare poate indica o mare deteriorare structurală. Din motive de siguranță, înlocuiți sau eliminați orice semn de coroziune în metal.
Când se aplică anozi sacrificiali, vopsiți-le peste ele. În acest fel este imposibil ca electronii să iasă în mediul înconjurător și să-și piardă puterea pentru a preveni coroziunea.