Корозията е естествен процес, който се случва с всички метали, но може да се забави значително с няколко различни обработки
Причинява се от наличието на окислители в околната среда, като вода или въздух. Това може да бъде огромен проблем за тези, които участват в мащабни строителни проекти, използващи метални материали, които включват сгради, автомобили, мостове, самолети и др. Но дори и малките метални изделия ще се разядят и ще загубят своята сила или красота. За щастие можете да попречите на този процес да се случи толкова бързо, колкото обикновено би се случило с материали, намерени в дома или с усъвършенствани техники за по -силен ефект.
Стъпки
Метод 1 от 3: Разбиране на обичайните видове метална корозия
Тъй като днес се използват толкова много различни видове метал, строителите и производителите трябва да се предпазват от много различни видове корозия. Всеки метал има свои собствени уникални електрохимични свойства, които определят кои видове корозия (ако има такива) металът е уязвим. Таблицата по -долу описва подбор на обикновени метали и видовете корозия, на които могат да бъдат подложени.
| Метални | Метална корозионна уязвимост (и) | Общи превантивни техники | Галванична дейност* |
|---|---|---|---|
| Неръждаема стомана (пасивна) | Равномерно нападение, галванично, без костилки, пукнатини (всички в солена вода) | Почистване, защитно покритие или уплътнител | Ниска (първоначалната корозия образува устойчив оксиден слой) |
| Желязо | Еднородна атака, галванична, пукнатина | Почистване, защитно покритие или уплътнител, поцинковане, разтворители против ръжда | Високо |
| Месинг | Равномерна атака, дезинцификация, стрес | Почистване, защитно покритие или уплътнител (обикновено масло или лак), добавяне на калай, алуминий или арсен към сплавта | Средно |
| Алуминий | Галванично, без костилки, пукнатини | Почистване, защитно покритие или уплътнител, анодиране, поцинковане, катодна защита, електрическа изолация | Висока (първоначалната корозия образува устойчив оксиден слой) |
| Мед | Галванично, без костилки, естетично опетняване | Почистване, защитно покритие или уплътнител, добавяне на никел към сплавта (особено за солена вода) | Ниска (първоначалната корозия образува устойчива патина) |
*Обърнете внимание, че колоната "Галванична активност" се отнася за относителната химическа активност на метала, описана в таблици от галванични серии от референтни източници. За целите на тази таблица, колкото по-висока е галваничната активност на метала, толкова по-бързо той ще претърпи галванична корозия, когато се съедини с по-малко активен метал.
Стъпка 1. Предотвратете равномерната атака на корозия, като защитите металната повърхност
Еднородна атакуваща корозия (понякога съкратена до "равномерна" корозия) е вид корозия, която се случва по подходящ начин по еднакъв начин върху открита метална повърхност. При този вид корозия цялата повърхност на метала е подложена на корозия и по този начин корозията протича с еднаква скорост. Например, ако незащитен железен покрив редовно е изложен на дъжд, цялата покривна повърхност ще влезе в контакт с приблизително същото количество вода и по този начин ще корозира с еднаква скорост. Най -лесният начин да се предпазите от равномерна атакуваща корозия обикновено е да поставите защитна бариера между метала и корозиращите агенти. Това може да бъде голямо разнообразие от неща - боя, маслени уплътнители или електрохимичен разтвор като поцинковано цинково покритие.
В подземни или потапящи ситуации катодната защита също е добър избор
Стъпка 2. Предотвратете галваничната корозия чрез спиране на йонния поток от един метал в друг
Важна форма на корозия, която може да възникне независимо от физическата якост на металите, е галваничната корозия. Галваничната корозия възниква, когато два метала с различен потенциал на електрода са в контакт един с друг в присъствието на електролит (като солена вода), който създава електрически проводящ път между тях. Когато това се случи, металните йони преминават от по-активния метал към по-малко активния метал, което води до корозия на по-активния метал с ускорена скорост и по-малко активния метал от корозия. На практика това означава, че корозията ще се развие върху по-активния метал в точката на контакт между двата метала.
- Всеки метод на защита, който предотвратява протичането на йони между металите, може потенциално да спре галваничната корозия. Осигуряването на металите на защитно покритие може да помогне за предотвратяване на електролитите от околната среда да създадат електрически проводящ път между двата метала, докато процесите на електрохимична защита като поцинковане и анодиране също работят добре. Възможно е също така да се предотврати галваничната корозия чрез електрическа изолация на областите на металите, които влизат в контакт един с друг.
- Освен това използването на катодна защита или жертвен анод може да защити важни метали от галванична корозия. Вижте по -долу за повече информация.
Стъпка 3. Предотвратете появата на корозия, като защитите металната повърхност, избягвайте източници на хлориди в околната среда и избягвайте нарязвания и драскотини
Вдлъбнатините са форма на корозия, която протича в микроскопичен мащаб, но може да има мащабни последици. Вдлъбнатините предизвикват голяма загриженост за металите, които извличат своята корозионна устойчивост от тънък слой пасивни съединения на повърхността си, тъй като тази форма на корозия може да доведе до структурни повреди в ситуации, при които защитният слой обикновено би ги предотвратил. Вдлъбнатините възникват, когато малка част от метала загуби защитния си пасивен слой. Когато това се случи, галваничната корозия възниква в микроскопичен мащаб, което води до образуването на малка дупка в метала. В тази дупка локалната среда става силно кисела, което ускорява процеса. Обикновено се предотвратява образуването на костилки чрез нанасяне на защитно покритие върху металната повърхност и/или използване на катодна защита.
Известно е, че излагането на среда с високо съдържание на хлориди (като например солена вода) ускорява процеса на костилки
Стъпка 4. Предотвратете корозия на пукнатини, като сведете до минимум тесните пространства в дизайна на обекта
Пукнатина корозия възниква в пространства на метален предмет, където достъпът до заобикалящата течност (въздух или течност) е лош - например под винтове, под шайби, под стълбове или между ставите на панти. Пукнатина корозия възниква там, където пролуката близо до метална повърхност е достатъчно широка, за да позволи на течността да влезе, но достатъчно тясна, че течността излиза трудно и става в застой. Локалната среда в тези малки пространства става корозивна и металът започва да корозира в процес, подобен на точковата корозия. Предотвратяването на корозия на пукнатини обикновено е проблем на дизайна. Чрез минимизиране на появата на тесни празнини в конструкцията на метален обект чрез затваряне на тези празнини или позволяване на циркулация, е възможно да се сведе до минимум корозията на процепите.
Пукнатината корозия е от особено значение при работа с метали като алуминий, които имат защитен, пасивен външен слой, тъй като механизмът на корозионната цепнатина може да допринесе за разрушаването на този слой
Стъпка 5. Предотвратете напукване от корозия на напрежение, като използвате само безопасни товари и/или отгряване
Стресовото корозионно напукване (SCC) е рядка форма на структурна повреда, свързана с корозия, която е от особено значение за инженерите, натоварени със строителни конструкции, предназначени да издържат на важни товари. В случай на SCC, носещ метал образува пукнатини и счупвания под определената му граница на натоварване - в тежки случаи, на част от границата. В присъствието на корозивни йони, малки микроскопични пукнатини в метала, причинени от напрежение на опън от голямо натоварване, се разпространяват, тъй като корозионните йони достигат върха на пукнатината. Това води до постепенно нарастване на пукнатината и потенциално причиняване на евентуална структурна повреда. SCC е особено опасен, тъй като може да възникне дори в присъствието на вещества, които естествено са само леко разяждащи метала. Това означава, че опасната корозия възниква, докато останалата метална повърхност изглежда повърхностно незасегната.
- Предотвратяването на SCC е отчасти проблем с дизайна. Например, като изберете материал, устойчив на SCC, в средата, в която металът ще работи, и гарантирате, че металният материал е правилно изпитан на стрес, може да помогне за предотвратяване на SCC. Освен това процесът на отгряване на метал може да премахне остатъчните напрежения от неговото производство.
- Известно е, че SCC се влошава от високите температури и наличието на течност, съдържаща разтворени хлориди.
Метод 2 от 3: Предотвратяване на корозия с домашни решения
Стъпка 1. Боядисвайте металната повърхност
Може би най -често срещаният и достъпен метод за защита на метала от корозия е просто да го покриете със слой боя. Процесът на корозия включва влага и окислител, взаимодействащи с повърхността на метала. По този начин, когато металът е покрит със защитна бариера от боя, нито влагата, нито окислителите могат да влязат в контакт със самия метал и не възниква корозия.
- Самата боя обаче е уязвима за разграждане. Нанасяйте отново боята, когато се накъса, износе или повреди. Ако боята се разгради до степен, че подлежащият метал се изложи, не забравяйте да проверите за корозия или повреда на открития метал.
-
Има различни методи за нанасяне на боя върху метални повърхности. Металообработващите често използват няколко от тези методи заедно, за да гарантират, че целият метален предмет получава цялостно покритие. По -долу е извадка от методи с коментари за тяхното използване:
- Четка-използва се за труднодостъпни пространства.
- Ролка - използва се за покриване на големи площи. Евтино и удобно.
- Въздушен спрей - използва се за покриване на големи площи. По -бързо, но по -малко ефективно от валяците (загубата на боя е голяма).
- Безвъздушен спрей/Електростатичен безвъздушен спрей - използва се за покриване на големи площи. Бързо и позволява променливи нива на плътна/тънка консистенция. По -малко разточителни от обикновения въздушен спрей. Оборудването е скъпо.
Стъпка 2. Използвайте морска боя за метал, изложен на вода
Металните предмети, които редовно (или постоянно) влизат в контакт с водата, като лодки, изискват специални бои, за да се предпазят от увеличената вероятност от корозия. В тези ситуации „нормалната“корозия под формата на ръждясване не е единствената грижа (макар и да е основна), тъй като морският живот (ракообразни и др.), Който може да расте върху незащитен метал, може да се превърне в допълнителен източник на износване и корозия. За да защитите метални предмети като лодки и т.н., не забравяйте да използвате висококачествена морска епоксидна боя. Тези бои не само предпазват подлежащия метал от влага, но и възпрепятстват растежа на морския живот на повърхността му.
Стъпка 3. Нанесете защитни смазки върху движещи се метални части
За плоски, статични метални повърхности, боята върши чудесна работа, като предпазва от влага и предотвратява корозията, без да влияе върху полезността на метала. Боята обаче обикновено не е подходяща за преместване на метални части. Например, ако боядисвате върху пантата на вратата, когато боята изсъхне, тя ще задържи пантите на място, затруднявайки нейното движение. Ако насилствено отворите вратата, боята ще се напука, оставяйки дупки за влага да достигне до метала. По-добър избор за метални части като панти, стави, лагери и т.н. е подходящ неразтворим във вода смазочен материал. Цялостният слой от този тип смазка естествено ще отблъсне влагата, като същевременно гарантира гладкото и лесно движение на вашата метална част.
Тъй като смазките не изсъхват на място като боите, те се разграждат с течение на времето и изискват периодично повторно нанасяне. Периодично нанасяйте смазочни материали върху метални части, за да сте сигурни, че те остават ефективни като защитни уплътнители
Стъпка 4. Почистете добре металните повърхности преди боядисване или смазване
Независимо дали използвате обикновена боя, морска боя или защитна смазка/уплътнител, ще искате да се уверите, че вашият метал е чист и сух, преди да започнете процеса на нанасяне. Внимавайте да се уверите, че металът е изцяло без замърсявания, мазнини, остатъчни остатъци от заваряване или съществуваща корозия, тъй като тези неща могат да подкопаят вашите усилия, като допринесат за бъдеща корозия.
- Мръсотията, мръсотията и други отломки пречат на боята и смазките, като предпазват боята или смазката от залепване директно върху металната повърхност. Например, ако боядисвате лист стомана с няколко бездомни метални стърготини върху него, боята ще залепне върху стърготините, оставяйки празни пространства върху подлежащия метал. Ако и когато стружките паднат, откритото място ще бъде уязвимо за корозия.
- Ако боядисвате или смазвате метална повърхност с известна корозия, целта ви трябва да бъде да направите повърхността възможно най -гладка и правилна, за да осигурите възможно най -доброто прилепване на уплътнителя към метала. Използвайте телена четка, шкурка и/или химически препарати за отстраняване на ръжда, за да премахнете колкото е възможно по -хлабава корозия.
Стъпка 5. Пазете незащитените метални изделия далеч от влага
Както бе отбелязано по -горе, повечето форми на корозия се влошават от влагата. Ако не можете да поставите метала си със защитно покритие от боя или уплътнител, трябва да се погрижите да не бъде изложен на влага. Полагането на усилия да се запазят незащитените метални инструменти сухи може да подобри тяхната полезност и да удължи ефективния им живот. Ако вашите метални изделия са изложени на вода или влага, не забравяйте да ги почистите и подсушите веднага след употреба, за да предотвратите появата на корозия.
В допълнение към наблюдението за излагане на влага по време на употреба, не забравяйте да съхранявате металните предмети на закрито на чисто и сухо място. За големи предмети, които не могат да се поберат в шкаф или килер, покрийте предмета с брезент или кърпа. Това помага да се предпази влагата от въздуха и предотвратява натрупването на прах по повърхността
Стъпка 6. Поддържайте металните повърхности възможно най -чисти
След всяко използване на метален предмет, независимо дали металът е боядисан или не, не забравяйте да почистите функционалните му повърхности, премахвайки всякакви замърсявания, замърсявания или прах. Натрупването на мръсотия и отломки по металната повърхност може да допринесе за износването и ухото на метала и/или защитното му покритие, което води до корозия с течение на времето.
Метод 3 от 3: Предотвратяване на корозия с усъвършенствани електрохимични разтвори
Стъпка 1. Използвайте процес на поцинковане
Поцинкованият метал е метал, покрит с тънък слой цинк, за да го предпази от корозия. Цинкът е по-химически активен от основния метал, така че се окислява, когато е изложен на въздух. След като цинковият слой се окислява, той образува защитно покритие, предотвратяващо допълнителна корозия на метала отдолу. Най-често срещаният вид поцинковане днес е процес, наречен горещо поцинковане, при който металните части (обикновено стоманени) се потапят във вана с горещ, разтопен цинк, за да се получи равномерно покритие.
-
Този процес включва боравене с промишлени химикали, някои от които са опасни при стайна температура, при изключително горещи температури и поради това не трябва да се опитват от никой друг, освен обучени професионалисти. По-долу са основните стъпки на процеса на горещо поцинковане на стомана:
- Стоманата се почиства с разяждащ разтвор, за да се отстранят замърсяванията, мазнините, боята и т.н., след което се изплаква обилно.
- Стоманата се маринова в киселина, за да се отстрани мелницата, след което се изплаква.
- Материал, наречен флюс, се нанася върху стоманата и се оставя да изсъхне. Това помага на крайното цинково покритие да залепне към стоманата.
- Стоманата се потапя във вана с разтопен цинк и се оставя да се нагрее до температурата на цинка.
- Стоманата се охлажда в "охлаждащ резервоар", съдържащ вода.
Стъпка 2. Използвайте жертвен анод
Един от начините за защита на метален предмет от корозия е да прикрепите електрически към него малко, реагиращо парче метал, наречено жертвен анод. Поради електрохимичната връзка между по -големия метален обект и малкия реактивен обект (обяснено накратко по -долу), само малкото, реагиращо парче метал ще претърпи корозия, оставяйки големия, важен метален обект непокътнат. Когато жертвеният анод корозира напълно, той трябва да бъде сменен или по -големият метален предмет ще започне да корозира. Този метод за защита от корозия често се използва за погребани конструкции, като подземни резервоари за съхранение, или обекти в постоянен контакт с вода, като лодки.
- Жертвените аноди са направени от няколко различни вида реактивен метал. Цинкът, алуминият и магнезият са три от най -често използваните метали за тази цел. Поради химичните свойства на тези материали, цинкът и алуминият често се използват за метални предмети в солена вода, докато магнезият е по -подходящ за целите на прясна вода.
- Причината, поради която жертвеният анод работи, е свързана с химията на самия процес на корозия. Когато метален предмет корозира, естествено се образуват участъци, които химически наподобяват анодите и катодите в електрохимична клетка. Електроните текат от най -анодните части на металната повърхност в околните електролити. Тъй като жертвените аноди са много реактивни в сравнение с метала на обекта, който се защитава, самият обект става много катоден в сравнение и по този начин електроните изтичат от жертвения анод, което го кара да корозира, но щадя останалата част от метала.
Стъпка 3. Използвайте импресиран ток
Тъй като химическият процес зад корозията на метала включва електрически ток под формата на електрони, изтичащи от метала, е възможно да се използва външен източник на електрически ток за преодоляване на корозионния ток и предотвратяване на корозия. По същество този процес (наречен импресиран ток) придава непрекъснат отрицателен електрически заряд на защитения метал. Този заряд преодолява тока, причинявайки изтичане на електрони от метала, спирайки корозията. Този вид защита често се използва за погребани метални конструкции като резервоари за съхранение и тръбопроводи.
- Обърнете внимание, че типът ток, използван за системи за защита от импресионен ток, обикновено е постоянен ток (DC).
- Обикновено импресиран ток, предотвратяващ корозията, се генерира чрез погребване на два метални анода в почвата близо до металния обект, който трябва да бъде защитен. Токът се изпраща през изолиран проводник към анодите, който след това тече през почвата и в металния обект. Токът преминава през металния обект и се връща към източника на тока (генератор, токоизправител и т.н.) през изолиран проводник.
Стъпка 4. Използвайте анодиране
Анодирането е специален вид защитно повърхностно покритие, използвано за защита на метала от корозия, а също и за нанасяне върху матрици и така нататък. Ако някога сте виждали ярък метален карабинер, сте виждали боядисана анодирана метална повърхност. Вместо физическо нанасяне на защитно покритие, както при боядисването, анодирането използва електрически ток, за да даде на метала защитно покритие, което предотвратява почти всички форми на корозия.
- Химическият процес зад анодирането включва факта, че много метали, като алуминий, естествено образуват химически продукти, наречени оксиди, когато влязат в контакт с кислород във въздуха. В резултат на това металът обикновено има тънък външен оксиден слой, който предпазва (в различна степен, в зависимост от метала) срещу по -нататъшна корозия. Електрическият ток, използван в процеса на анодиране, по същество създава много по -дебело натрупване на този оксид върху повърхността на метала, отколкото обикновено се случва, осигурявайки голяма защита от корозия.
-
Има няколко различни начина за анодиране на метали. По -долу са основните стъпки на един процес на анодиране. Вижте Как да анодирате алуминий за повече информация.
- Алуминият се почиства и обезмаслява.
- Повърхностните примеси от алуминия се отстраняват с разтвор за отстраняване на замърсявания.
- Алуминият се спуска в киселинна баня при постоянен ток и температура (например 12 ампера/кв. Фута и 70-72 градуса F (21-22 градуса С).
- Алуминият се отстранява и изплаква.
- Алуминият по избор е потопен в багрило при 100-140 градуса F (38-60 градуса C).
- Алуминият се запечатва, като се постави във вряща вода за 20-30 минути.
Стъпка 5. Използвайте метал, който проявява пасивация
Както бе отбелязано по -горе, някои метали естествено образуват защитно оксидно покритие при излагане на въздух. Някои метали образуват това оксидно покритие толкова ефективно, че в крайна сметка те стават относително химически неактивни. Казваме, че тези метали са пасивни по отношение на процеса на пасивиране, при който те стават по -малко реактивни. В зависимост от желаното използване, пасивен метален предмет може да не се нуждае непременно от допълнителна защита, за да го направи устойчив на корозия.
-
Един добре известен пример за метал, който проявява пасивация, е неръждаема стомана. Неръждаемата стомана е сплав от обикновена стомана и хром, която е ефективно устойчива на корозия при повечето условия, без да изисква никаква друга защита. За повечето ежедневни приложения корозията обикновено не е проблем за неръждаемата стомана.
Трябва обаче да се спомене, че при определени условия неръждаемата стомана не е 100% устойчива на корозия - особено в солена вода. По същия начин много пасивни метали стават непасивни при определени екстремни условия и по този начин може да не са подходящи за всички приложения
