Cum se poate preveni coroziunea metalică

Coroziunea este un proces de degradare a metalelor care are loc în prezența agenților oxidanți în mediu. Coroziunea are loc în diferite forme și fiecare are o cauză particulară. Cel mai frecvent exemplu este rugina, cauzată de contactul dintre oxizi de fier și apă. Coroziunea este o problemă foarte gravă pentru cei care construiesc clădiri, nave, avioane, mașini și, în general, orice produs metalic. Atunci când se utilizează metal pentru a construi o punte, de exemplu, integritatea sa structurală, care ar putea fi compromisă de coroziune, este esențială pentru siguranța oamenilor care utilizează podul. Mergeți la primul pas pentru a afla cum să protejați metalele împotriva pericolului de coroziune și să știți cum să încetinească procesul.

conținut

Paşi
Metoda 1
Metoda 2
Metoda 3
Metoda 4
Sfaturi
Avertismente
Lucruri de care ai nevoie

paşi

Metoda 1

Aflați despre cele mai frecvente tipuri de coroziune din metal

Deoarece se utilizează astăzi mai multe tipuri de metal, producătorii și producătorii au considerat că este necesar să se ia măsuri pentru a le proteja de diferite tipuri de coroziune. Fiecare metal are proprietăți electrochimice unice, care determină tipul de coroziune la care poate fi vulnerabil. Tabelul de mai jos descrie în detaliu o serie de metale comune și tipurile de coroziune la care sunt supuse.

*Metalele comune și procesele de coroziune*
metal	coroziune	Metode comune de protecție	Activitatea galvanică *
Oțel inoxidabil (pasiv)	Coroziune uniformă, galvanică, pitting, interstițială (în special în apă sărată)	Curățare, strat de protecție sau strat de etanșare	Scăzut (coroziunea inițială formează un strat rezistent de oxid).
fier	Coroziune intactă, galvanică, interstițială	Strat de vopsea de curățare, protecție sau etanșare, galvanizare, soluție anti-rugină.	mare
alamă	Coroziune uniformă, dezincifiere, coroziune la stres	Curățarea, stratul de protecție sau stratul de etanșare (de obicei ulei sau lac), adăugarea de staniu, aluminiu sau arsenic pentru a crea un aliaj	mass-media
aluminiu	Galvanic, pentru pitting, interstițială.	Strat de vopsea de protecție sau de etanșare, anodizare, galvanizare, protecție catodică, izolație electrică.	Înaltă (coroziunea inițială formează un strat rezistent de oxid)
cupru	Galvanic coroziune, pitting, schimbări estetice	Strat de vopsea de curățare, protecție sau etanșare, adăugarea de nichel pentru crearea de aliaje (în special pentru apa sărată).	Scăzut (coroziunea inițială formează o patină de oxid rezistent).

Notă: coloana "Activitate galvanică" se referă la activitatea chimică a metalelor așa cum este descrisă în tabelele de serii galvanice găsite pe site-urile utilizate ca surse. Scopul acestui tabel este de a înțelege că cu cât este mai mare activitatea galvanică a unui metal, cu atât mai mult va fi supusă coroziunii galvanice dacă este combinată cu un metal mai puțin activ.

Metoda 2

Metode de protecție

Preveniți coroziunea uniformă protejând suprafața metalică. Această oxidare afectează uniform suprafața metalului expus. De exemplu, dacă un acoperiș metalic este expus constant la ploaie, întreaga suprafață vine în contact cu aceeași cantitate de apă, astfel încât corodează uniform. Cea mai ușoară cale de a vă proteja de acest tip de coroziune este de a acoperi metalul cu o barieră protectoare pentru a preveni intrarea în contact cu agenții de oxidare. Există mai multe tipuri: vopsele, agenți de etanșare, sau soluții electrochimice, cum ar fi acoperirea cu zinc galvanizat.

Protecția catodică este excelentă în cazul în care metalul este utilizat subteran sau sub apă.

Împiedicați coroziunea galvanică prin blocarea fluxului de ioni de la un metal la altul. Există o formă importantă de coroziune, care poate apărea indiferent de puterea fizică a metalului, oxidarea galvanică. Acest tip de coroziune apare atunci când două metale cu potențial diferit de electrod intră în contact în prezența unui electrolit (cum ar fi apa sărată). Aceasta creează un pasaj de sarcini electrice între cele două: ionii celui mai activ metal trec în cel mai puțin activ. În acest context, metalul mai puțin activ corodează mai lent, în timp ce celălalt corodează mai repede. Aceasta înseamnă, în practică, că coroziunea se dezvoltă mai mult pe metalul activ la punctul de contact dintre cele două.

Orice metodă de protecție care împiedică fluxul de ioni între metale este capabilă să blocheze coroziunea galvanică. Acoperirea cu patină protectoare poate împiedica electroliții din mediul înconjurător să creeze un contact electric între două tipuri diferite de metal, chiar și procesele de protecție electrochimică, cum ar fi galvanizarea și anodizarea, funcționează bine. Pentru a preveni coroziunea galvanică, este posibilă și izolarea electrică a zonei metalice care intră într-un contract.

Mai mult, protecția catodică sau un anod sacrificial pot fi folosite pentru protejarea metalelor importante de coroziunea galvanică. Pentru mai multe informații, consultați secțiunile următoare.

Împiedicați prinderea prin protejarea suprafeței metalului, evită sursele naturale de clor, crestături și zgârieturi. Pitting este o formă de coroziune care are loc la scară microscopică, dar poate avea consecințe pe scară largă. Este un factor care amenință metalele acoperite de un strat subțire de elemente pasive care protejează împotriva coroziunii, deoarece prăjirea poate provoca defecțiuni structurale în situațiile în care stratul protector ar trebui să le împiedice. Această oxidare are loc atunci când o mică parte din metal își pierde stratul pasiv de protecție. În acest caz, coroziunea galvanică are loc pe o scară mică, microscopică, și duce la formarea de găuri mici în metal. În aceste găuri se creează un mediu foarte acid, care favorizează și accelerează procesul. De obicei, împrăștierea este împiedicată prin aplicarea unui strat protector pe suprafața metalică și / sau prin supunerea metalului la o protecție catodică.

Expunerea metalului în medii saturate cu cloruri (cum ar fi apa sărată) accelerează procesul de etanșare.

Împiedicați coroziunea interstițială prin proiectare. Acest tip de coroziune are loc în interiorul obiectelor metalice, în spațiile în care este obstrucționată trecerea fluidele înconjurătoare (gaze sau lichide). Sub șuruburi, de exemplu, sau sub garnituri. Se întâmplă dacă fisura este suficient de largă pentru a permite infiltrarea fluidelor, dar nu și pentru scurgerea lor, provocând astfel stagnare. Mediul care este creat devine foarte acid, până la punctul în care metalul începe să corodeze într-o manieră asemănătoare cu cea a pietrei. Singurul mod de a preveni acest proces este acela de a proiecta obiectul metalic fără aceste spații.

Când se lucrează cu metale precum aluminiu, coroziunea interstițială devine o problemă serioasă. Aceste metale posedă un strat extern de protecție și pasiv, vulnerabil la acest proces particular de coroziune.

Împiedicați fisurarea prin coroziune prin evitarea supraîncărcării în greutate și prin recoacerea metalului. Stresul de fisurare a coroziunii (CTC) este o formă rară de defecțiuni structurale datorită coroziunii, ceea ce este îngrijorător în special pentru inginerii responsabili cu construcția de structuri care sunt proiectate să susțină sarcini foarte mari. În cazul CTC, se formează crăpături și fracturi pe metalul suport chiar și sub limita de încărcare, în cele mai rele cazuri la o fracțiune din această limită. Fracturile microscopice din metal cauzate de tensiunea încărcăturilor grele se propagă, deoarece ionii corozivi ajung la capete. Aceasta lărgește fisura și poate provoca defecțiuni structurale pe termen lung. CTC este foarte periculos, deoarece poate apărea și în prezența unor substanțe care, de regulă, nu oxidează agresiv metalele.

Puteți preveni parțial această corodare în faza de proiectare utilizând un material rezistent la CTC, de exemplu, sau prin efectuarea unor teste diferite de tensiune. Mai mult, procesul de recoacere a metalelor poate elimina solicitările reziduale de fabricație.

CTC se dezvoltă mai mult când metalul este supus temperaturii ridicate sau este în contact cu lichidele care conțin cloruri dizolvate.

Metoda 3

Prevenirea coroziunii cu remedii de uz casnic

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 5

Vopsiti suprafata metalica. Cel mai bun mod de a proteja metalul de coroziune este aplicarea unui strat de vopsea. Procesul de coroziune implică umiditatea și un agent de oxidare care reacționează cu suprafața metalică. Ca urmare, dacă este acoperită cu o barieră protectoare de vopsea, umezeala și agenții de oxidare nu pot intra în contact cu metalul, astfel încât nu se poate produce corodarea.

În orice caz, aceeași vopsea este supusă degradării. Este necesar să reparați metalul de fiecare dată când culoarea scade, este consumată sau deteriorată. Dacă vopseaua se degradează până la punctul unde este expusă suprafața metalică, verificați-o pentru a vă asigura că nu sa produs coroziune.
Există multe metode de aplicare a vopselei pe suprafețele metalice. Lucrătorii din metal utilizează adesea aceste metode și, în același timp, asigură acoperirea uniformă a întregii suprafețe metalice. Mai jos veți găsi o scurtă listă cu cele mai comune metode, însoțite de o scurtă descriere.
Perie: se utilizează pe suprafețe greu accesibile cu alte unelte.
Roller: utilizat pentru a acoperi suprafețe mai mari. Este ieftin și convenabil.
Cutie de pulverizare: utilizată pentru a acoperi suprafețe mari. Este mai rapid decât rola de drum, dar mai puțin eficientă (o mulțime de vopsea este irosită).
Spray painting / painting cu aer comprimat: este folosit pentru a acoperi suprafețe mari. Este rapid și poate fi aplicat strat cu strat. Echipamentul pentru ao face este foarte scump.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor de la corodare Pasul 7

Utilizați vopsele marine pe metale expuse la apă. Obiectele metalice adesea (în permanență) în contact cu apa, cum ar fi bărcile, necesită vopsele speciale pentru a le proteja de coroziune. În aceste situații, nu ne referim numai la rugină "normală" (chiar dacă aceasta este principala problemă), chiar viața marină (patelle etc.) care crește pe suprafețele metalice netratate poate contribui la uzură și coroziune. O vopsea epoxidică marină de înaltă calitate trebuie utilizată pentru a proteja aceste obiecte metalice. Această protecție protejează metalul de bază de umiditate și previne creșterea vieții marine.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 3

Aplicați lubrifianți de protecție pieselor metalice în mișcare. Vopseaua este o soluție excelentă pentru suprafețele metalice plate, prevenind coroziunea fără a compromite utilitatea acesteia. De obicei, totuși, nu este potrivit pentru mutarea pieselor metalice. Dacă vopsiți balamalele ușii, de exemplu, se blochează în vopseaua de uscare, astfel încât orice mobilitate este împiedicată. Dacă forța ușa, în plus, vopseaua începe să se desprindă, lăsând spațiu suficient pentru a permite umezelii să ajungă la metal. Din acest motiv, este necesar să se utilizeze un tip special de lubrifiant hidrofob pe balamale, articulații etc. O acoperire uniformă a acestui lubrifiant este suficientă pentru a respinge umezeala și pentru a asigura mobilitatea pieselor metalice.

Deoarece lubrifianții nu se usucă ca vopselele, este necesar să le reaplicați din când în când din cauza procesului de degradare pe care îl suferă în timp.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 6

Curățați temeinic suprafețele metalice înainte de a le vopsi sau lubrifiați. Indiferent de tipul de acoperire pe care îl folosiți, trebuie să vă asigurați că metalul este curat și uscat înainte de a începe procesul de aplicare. Luați toate măsurile de precauție necesare pentru a vă asigura că metalul este complet lipsit de murdărie, grăsime, reziduuri de sudură și urme de coroziune anterioară. Aceste elemente ar putea pune în pericol activitatea de prevenire a oxidării metalelor.

Mizeria, praful și alte resturi împiedică vopselele și lubrifianții să adere direct la suprafața metalică. Să luăm un exemplu. Dacă vopsiți o suprafață de oțel pe care sunt atașate așchii de metal, culoarea se va lipi de cea din urmă, lăsând spații goale în metalul de bază. Atunci când chips-urile decupează suprafața, punctele expuse la vreme vor fi vulnerabile la coroziune.

Dacă aveți de gând să picteze sau lubrifia o suprafață de metal care a corodat, scopul tau este de a face mai lină, chiar și posibil pentru a asigura aderența materialului de metal pentru acoperișuri. Utilizați o perie de fier, șmirghel și / sau substanțe chimice de îndepărtare a ruginei pentru a elimina orice coroziune vizibilă.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 1

Păstrați metalul neprotejat de umiditate. Așa cum am spus, majoritatea coroziunilor se înrăutățește în prezența umidității. Dacă nu puteți acoperi metalul cu un strat de vopsea sau etanșare, trebuie să vă asigurați că nu intră în contact cu umiditatea. Puteți spori utilitatea și durata de viață a sculelor dvs. metalice dacă le puteți menține uscate. Amintiți-vă întotdeauna să curățați și să uscați toate uneltele după ce ați folosit-o pentru a preveni apariția coroziunii.

În afară de spălarea și uscarea lor, nu uitați să depozitați uneltele în interior, într-un mediu curat și uscat. Acoperiți obiecte mai mari care nu se potrivesc într-un raft sau depozit cu o prelată sau o cârpă. În acest fel, veți evita acoperirea prafului și contactul cu umezeala.

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 2

Păstrați suprafața metalică foarte curată. După utilizarea unui obiect metalic (indiferent dacă acesta este protejat sau nu) asigurați-vă că curățați bine suprafețele funcționale, îndepărtați murdăria, grăsimea sau praful. Acumularea acestor elemente poate contribui la uzura metalului sau la acoperirea sa, ducând la coroziune în timp.

Metoda 4

Prevenirea coroziunii prin soluții electrochimice avansate

Imaginea intitulată Prevenirea metalelor din Corroding Pasul 8

Utilizați procesul de galvanizare. Metalul galvanizat Este acoperit cu un strat subțire de zinc care îl protejează de coroziune. Zincul este un metal mai activ, din punct de vedere chimic, decât cel de bază, prin urmare, el oxidează în contact cu aerul. Odată oxidat, acest strat de zinc formează un capac de protecție care previne coroziunea metalului de bază. In zilele noastre galvanizării cea mai raspandita este ca „hot-dip“, în acest proces părțile metalice (de obicei, cele din oțel) sunt scufundate într-o baie de zinc topit pentru a obține o acoperire uniformă.

Acest proces implică utilizarea de substanțe chimice industriale (unele dintre acestea fiind deja periculoase la temperatura ambiantă) la temperaturi extrem de ridicate, din acest motiv trebuie să fie efectuată numai de personal calificat. Mai jos veți găsi o descriere a procesului de galvanizare a oțelului fierbinte prin imersie:
Oțelul este curățat cu o soluție caustică pentru a îndepărta orice murdărie, vopsea, lubrifianți etc. Apoi este clătită pentru totdeauna.
Ulterior, este scufundat în acid pentru a îndepărta fulgii de laminare.
În acest moment se aplică un material numit "flux", care va fi lăsat să se usuce bine. Acesta servește pentru a permite acoperirea zincului să adere bine la metal.
Acum, metalul poate fi scufundat în rezervorul de zinc topit până când ajunge la temperatura zincului.
Partea finală a procesului implică răcirea metalului într-un rezervor care conține apă.

Aplicați o protecție catodică. Pentru a proteja un obiect metalic de coroziune, puteți atașa electric o mică bucată de metal reactiv numită "anod sacrificial". Datorită relațiilor electrochimice între obiecte metalice mari și mici (deja explicate pe scurt), doar mici bucăți de metal și reactive sunt supuse coroziunii, lăsând cele mai mari intacte. Anodul sacrificial trebuie înlocuit atunci când acesta corodează complet, în caz contrar obiectul mic se va schimba în cel mare. Această metodă de protecție împotriva coroziunii este adesea folosită pentru structurile subterane, cum ar fi rezervoarele de colectare subterană și pentru obiectele aflate în contact permanent cu apa, cum ar fi navele.

Anozii sacrificiali sunt compuși din diferite tipuri de metal reactiv. Zincul, aluminiu și magneziu sunt trei dintre cele mai comune metale utilizate în realizarea acestor elemente. Având în vedere proprietățile chimice ale acestor materiale, zincul și aluminiu sunt adesea folosite pentru obiectele metalice care intră în contact cu apa sărată, în timp ce magneziul este mai potrivit pentru acele obiecte care intră în contact cu apa proaspătă.

Motivul pentru care funcționează anodul sacrificial se găsește în chimia procesului de coroziune. Atunci când un obiect metalic corodează, ariile care apar în mod natural se aseamănă chimic cu anodii și catodii din celula electrochimică. Electronii curg din cele mai anodice părți ale suprafeței metalice spre electroliții din jur. Deoarece anozii sacrificiali sunt foarte reactivi în ceea ce privește metalul pe care îl protejează, obiectul însuși devine foarte catodic, în consecință electronii curg și le corodează lăsând restul intact.

Utilizează un sistem de protecție catodică curent impresionat. Deoarece procesele chimice active în coroziune implică curentul electric sub formă de flux de electroni care scapă din metal, este posibilă utilizarea unei surse de energie electrică exterioară pentru a depăși energia oxidantă și a le preveni. Acest proces (numit "curent impresionat") în practică dă o încărcare negativă continuă metalului care are nevoie de protecție. Această sarcină depășește pe cea care determină scăparea electronilor din metal, prevenind coroziunea. Este adesea utilizat pentru structuri metalice îngropate, cum ar fi rezervoarele de retenție și conducte.

Tipul curent utilizat în mod obișnuit în acest proces este curentul direct (DC).

În mod normal, curentul impresionat este generat prin îngroparea a două anozi metalice în sol în apropierea obiectului care trebuie protejat. Curentul este trimis către anozi printr-un cablu izolat, apoi curge în sol și în interiorul obiectului metalic, apoi revine la sursă (generator, redresor etc.) printr-un cablu izolat.

Utilizați un tratament anodizant. Anodizarea este un proces special de acoperire care este folosit pentru a proteja metalul de coroziune și pentru a-l vopsi. Dacă ați văzut vreodată un carabinier luminos, sunteți în fața exemplului clasic de colorare metalică anodică. În loc să fie o aplicație fizică reală, cum ar fi pentru lac, anodizarea implică utilizarea energiei electrice pentru acoperirea metalului.

Procesele chimice care stau la baza acestei metode se bazează pe principiul că multe metale, cum ar fi aluminiul, formează în mod natural substanțe chimice numite oxizi atunci când vin în contact cu aerul. Din acest motiv, de obicei, metalul are un strat exterior de oxid care îl protejează (în diferite dimensiuni, în funcție de metal) de orice altă coroziune. Curentul electric utilizat în procesul de anodizare creează un strat mult mai gros de oxid decât cel normal, creând o patină protectoare perfectă.

Există multe modalități de anodizare a metalelor. Mai jos veți găsi pașii principali pentru realizarea acestui proces (metalul luat de exemplu este din aluminiu):

Aluminiu este curățat bine, fiecare urmă de grăsime este îndepărtată.

Toate impuritățile de pe suprafață sunt îndepărtate cu o soluție anti-pată.

Aluminiu este scufundat într-o baie de acid la o temperatură constantă și curent (de exemplu, 12 amperi / m2 și 21 ° -22 ° C).

Se îndepărtează și se clătește.

În acest moment, aluminiul poate fi scufundat în vopsea la 38 ° -60 ° C (opțional).

În cele din urmă, este sigilat ermetic în apă clocotită timp de 20-30 minute.

Utilizați metale care au pasivare. Așa cum am menționat deja mai sus, există metale care formează în mod natural un strat de oxid de protecție dacă sunt expuse la aer. Pentru unele dintre acestea, patina de oxid este atât de eficientă încât ajunge să devină relativ inactivă din punct de vedere chimic. Aceste metale poartă numele de "pasiv", în legătură cu procesul de "pasivare", ceea ce le face mai puțin reactive. În funcție de utilizarea lor finală, metalele pasive nu au neapărat nevoie de alte protecții pentru a rezista la coroziune.

Un exemplu foarte obișnuit de metal pasiv este oțelul inoxidabil. Acest metal este o oțel rezistent la coroziune și aliaj cromat în cele mai multe condiții, fără a fi nevoie de alte procedee de protecție.

Cu toate acestea, trebuie reamintit faptul că, în anumite condiții, oțelul inoxidabil prezintă riscul corodării. De exemplu, în apă sărată. De asemenea, multe metale pasive devin non-pasive în condiții deosebit de extreme și, prin urmare, nu pot fi utilizate pentru toate nevoile.

Sfaturi

Acordați o atenție deosebită coroziunii inter-granulare. Acest tip de coroziune afectează posibilitatea de a manipula metalul și de a-i forma. Ea afectează, de asemenea, puterea în general.

Avertismente

Nu lăsați niciodată componente metalice foarte corodate în interiorul unui vehicul sau barcă. Nivelul de coroziune poate varia semnificativ, dar întotdeauna indică daune structurale grave. Pentru siguranță, înlocuiți imediat piesele deteriorate sau îndepărtați orice semn de coroziune din metal.
Atunci când aplicați anozi sacrificiu pe piesele metalice, amintiți-vă NU îi pictați. În caz contrar, puteți face imposibilă trecerea electronilor, anulează efectiv protecția lor.