Korozija je naraven proces, ki se pojavlja pri vseh kovinah, vendar ga je mogoče z nekaj različnimi obdelavami močno upočasniti
To je posledica prisotnosti oksidantov v okolju, kot sta voda ali zrak. To je lahko velik problem za tiste, ki sodelujejo pri obsežnih gradbenih projektih s kovinskimi materiali, ki vključujejo zgradbe, avtomobile, mostove, letala in drugo. Toda tudi majhni kovinski izdelki bodo korodirali in izgubili svojo moč ali lepoto. Na srečo lahko preprečite, da bi se ta proces zgodil tako hitro, kot bi običajno z materiali, ki jih najdemo po hiši, ali z naprednimi tehnikami za močnejši učinek.
Koraki
Metoda 1 od 3: Razumevanje običajnih vrst korozije kovin
Ker je danes v uporabi toliko različnih vrst kovin, se morajo gradbeniki in proizvajalci zaščititi pred različnimi vrstami korozije. Vsaka kovina ima svoje edinstvene elektrokemijske lastnosti, ki določajo, na katere vrste korozije (če sploh) je kovina občutljiva. Spodnja tabela podrobno prikazuje izbor navadnih kovin in vrste korozije, na katere lahko pride.
| Kovina | Korozijska ranljivost kovin | Splošne preventivne tehnike | Galvanska dejavnost* |
|---|---|---|---|
| Nerjaveče jeklo (pasivno) | Enotni napad, galvanski, z luknjami, razpokami (vse v slani vodi) | Čiščenje, zaščitni premaz ali tesnilna masa | Nizka (začetna korozija tvori odporno oksidno plast) |
| Železo | Enoten napad, galvansko, razpoke | Čiščenje, zaščitni premaz ali tesnilna masa, pocinkanje, solji proti rji | Visoko |
| Medenina | Enotni napad, dezincifikacija, stres | Čiščenje, zaščitni premaz ali tesnilna masa (običajno olje ali lak), dodajanje kositra, aluminija ali arzena v zlitino | Srednje |
| Aluminij | Galvansko, jamasto, razpokano | Čiščenje, zaščitni premaz ali tesnilna masa, eloksiranje, pocinkanje, katodna zaščita, električna izolacija | Visoka (začetna korozija tvori odporno oksidno plast) |
| baker | Galvansko, brez korenin, estetsko omadeževanje | Čiščenje, zaščitni premaz ali tesnilna masa, dodajanje niklja zlitini (npr. Za slano vodo) | Nizka (začetna korozija tvori odporno patino) |
*Upoštevajte, da se stolpec "galvanska aktivnost" nanaša na relativno kemijsko aktivnost kovine, kot je opisano v tabelah galvanskih nizov iz referenčnih virov. Za namene te tabele, večja kot je galvanska aktivnost kovine, hitreje bo podvržena galvanski koroziji, ko bo združena z manj aktivno kovino.
Korak 1. Preprečite enakomerno napadno korozijo z zaščito kovinske površine
Enotna napadna korozija (včasih skrajšana na "enotno" korozijo) je vrsta korozije, ki se ustrezno pojavi enakomerno na izpostavljeni kovinski površini. Pri tej vrsti korozije je celotna površina kovine izpostavljena koroziji, zato korozija poteka enakomerno. Na primer, če je nezaščitena železna streha redno izpostavljena dežju, bo celotna strešna površina prišla v stik s približno enako količino vode in bo tako korodirala z enakomerno hitrostjo. Najlažji način za zaščito pred enotno napadno korozijo je običajno postaviti kovinsko pregrado med kovino in razjedajočimi sredstvi. To so lahko različne stvari - barve, oljna tesnilna masa ali elektrokemična raztopina, na primer pocinkana prevleka iz cinka.
V podzemnih ali potopnih situacijah je dobra izbira tudi katodna zaščita
Korak 2. Preprečite galvansko korozijo tako, da ustavite pretok ionov iz ene kovine v drugo
Ena pomembna oblika korozije, ki se lahko pojavi ne glede na fizično trdnost kovin, je galvanska korozija. Galvanska korozija nastane, ko sta dve kovini z različnimi potenciali elektrod v stiku med seboj v prisotnosti elektrolita (na primer slane vode), ki med njima ustvari električno prevodno pot. Ko se to zgodi, kovinski ioni tečejo iz bolj aktivne kovine v manj aktivno kovino, zaradi česar pospešeno korodira bolj aktivna kovina in počasneje korodira manj aktivna kovina. Praktično to pomeni, da se bo na bolj aktivni kovini na mestu stika med obema kovinama razvila korozija.
- Vsak način zaščite, ki preprečuje pretok ionov med kovinami, lahko potencialno ustavi galvansko korozijo. Kovinski zaščitni premaz lahko prepreči, da bi elektroliti iz okolja ustvarili električno prevodno pot med obema kovinama, medtem ko elektrokemijski zaščitni procesi, kot sta galvanizacija in eloksiranje, prav tako dobro delujejo. Galvansko korozijo je mogoče preprečiti tudi z električno izolacijo kovin, ki pridejo v stik med seboj.
- Poleg tega lahko uporaba katodne zaščite ali žrtvene anode zaščiti pomembne kovine pred galvansko korozijo. Za več informacij glejte spodaj.
Korak 3. Preprečite pikčasto korozijo tako, da zaščitite kovinsko površino, se izognete virom klorida v okolju ter se izognete zarezam in praskam
Utrinki so oblika korozije, ki poteka na mikroskopski ravni, vendar ima lahko velike posledice. Koščice so zelo zaskrbljujoče za kovine, ki svojo korozijsko odpornost pridobivajo iz tanke plasti pasivnih spojin na njihovi površini, saj lahko ta oblika korozije privede do strukturnih okvar v situacijah, ko bi jih zaščitna plast običajno preprečila. Do koščic pride, ko manjši del kovine izgubi zaščitno pasivno plast. Ko se to zgodi, pride do galvanske korozije v mikroskopskem merilu, kar povzroči nastanek drobne luknje v kovini. Znotraj te luknje lokalno okolje postane zelo kislo, kar pospeši proces. Poškodbe se običajno preprečijo z nanosom zaščitnega premaza na kovinsko površino in/ali uporabo katodne zaščite.
Znano je, da izpostavljenost okolja z visoko vsebnostjo kloridov (kot je na primer slana voda) pospešuje proces luščenja
Korak 4. Preprečite korozijo razpok tako, da zmanjšate tesne prostore pri oblikovanju predmeta
Rdeča korozija se pojavi v prostorih kovinskih predmetov, kjer je dostop do okoliške tekočine (zrak ali tekočina) slab - na primer pod vijaki, pod podložkami, pod stebri ali med spoji tečaja. Rdeča korozija se pojavi, ko je reža v bližini kovinske površine dovolj široka, da omogoča vstop tekočine, vendar dovolj ozka, da tekočina težko odide in postane stagnirajoča. Lokalno okolje v teh majhnih prostorih postane korozivno in kovina začne korodirati v postopku, podobnem pikčasti koroziji. Preprečevanje korozije razpok je na splošno vprašanje oblikovanja. Z zmanjšanjem pojavljanja tesnih vrzeli v konstrukciji kovinskega predmeta z zapiranjem teh vrzeli ali omogočanjem kroženja je mogoče zmanjšati korozijo razpok.
Rdeča korozija je še posebej zaskrbljujoča pri ravnanju s kovinami, kot je aluminij, ki ima zaščitno, pasivno zunanjo plast, saj lahko mehanizem korozije razpok prispeva k razpadu te plasti
Korak 5. Preprečite napetostno korozijsko razpokanje z uporabo samo varnih bremen in/ali žarjenja
Stresno korozijsko razpokanje (SCC) je redka oblika korozijske strukturne okvare, ki je še posebej zaskrbljujoča za inženirje, ki so zadolženi za gradbene konstrukcije, namenjene za vzdržavanje pomembnih obremenitev. V primeru SCC nosiva kovina tvori razpoke in zlome pod določeno mejo obremenitve - v hujših primerih na del meje. V prisotnosti korozivnih ionov se drobne mikroskopske razpoke v kovini, ki nastanejo zaradi nateznih obremenitev zaradi velike obremenitve, razširijo, ko korozivni ioni dosežejo vrh razpoke. To povzroči, da razpoka postopoma raste in potencialno povzroči morebitno strukturno okvaro. SCC je še posebej nevaren, ker se lahko pojavi tudi v prisotnosti snovi, ki so naravno zelo blago korozivne za kovino. To pomeni, da pride do nevarne korozije, medtem ko se preostala površina kovine površno zdi nespremenjena.
- Preprečevanje SCC je delno oblikovno vprašanje. Na primer, z izbiro materiala, ki je odporen proti SCC v okolju, v katerem bo kovina delovala, in s tem, da je kovinski material ustrezno testiran na stres, lahko pomagate preprečiti SCC. Poleg tega lahko postopek žarjenja kovine odpravi preostale napetosti pri njeni izdelavi.
- Znano je, da SCC poslabšajo visoke temperature in prisotnost tekočine, ki vsebuje raztopljene kloride.
Metoda 2 od 3: Preprečevanje korozije z domačimi rešitvami
Korak 1. Pobarvajte kovinsko površino
Morda najpogostejša in cenovno dostopna metoda zaščite kovine pred korozijo je preprosto, da jo prekrijemo s plastjo barve. Proces korozije vključuje vlago in oksidacijsko sredstvo v interakciji s površino kovine. Tako, ko je kovina prevlečena z zaščitno pregrado barve, niti vlaga niti oksidanti ne morejo priti v stik s samo kovino in ne pride do korozije.
- Vendar je sama barva občutljiva na razgradnjo. Ponovno nanašajte barvo, kadar koli se razpoka, obrabi ali poškoduje. Če se barva razgradi do te mere, da je spodnja kovina izpostavljena, ne pozabite pregledati korozije ali poškodb na izpostavljeni kovini.
-
Obstajajo različne metode nanašanja barve na kovinske površine. Kovinarji pogosto uporabljajo več teh metod skupaj, da zagotovijo, da je celoten kovinski predmet temeljito premazan. Spodaj je vzorčenje metod s komentarji o njihovi uporabi:
- Krtača-uporablja se za težko dostopne prostore.
- Valjar - uporablja se za pokrivanje velikih površin. Poceni in priročno.
- Zračni razpršilec - uporablja se za pokrivanje velikih površin. Hitrejši, vendar manj učinkoviti kot valji (izguba barve je velika).
- Brezzračno brizganje/Elektrostatično brezzračno brizganje - uporablja se za pokrivanje velikih površin. Hiter in omogoča različne ravni debele/tanke konsistence. Manj potraten kot navaden zračni razpršilec. Oprema je draga.
Korak 2. Uporabite morsko barvo za kovine, izpostavljene vodi
Kovinski predmeti, ki redno (ali stalno) pridejo v stik z vodo, kot so čolni, zahtevajo posebne barve za zaščito pred povečano možnostjo korozije. V teh primerih "normalna" korozija v obliki rjavenja ni edina skrb (čeprav je pomembna), saj lahko morsko življenje (skorje itd.), Ki lahko raste na nezaščiteni kovini, postane dodaten vir obrabe in korozijo. Za zaščito kovinskih predmetov, kot so čolni itd., Uporabite visoko kakovostno morsko epoksidno barvo. Ne samo, da te vrste barv ščitijo osnovno kovino pred vlago, ampak tudi preprečujejo rast morskega življenja na njeni površini.
Korak 3. Na gibljive kovinske dele nanesite zaščitna maziva
Za ravne, statične kovinske površine barva odlično zadrži vlago in prepreči korozijo, ne da bi to vplivalo na uporabnost kovine. Vendar barva običajno ni primerna za premikanje kovinskih delov. Če na primer prebarvate tečaj vrat, se bo, ko se barva posuši, držal tečaj na mestu in oviral njegovo gibanje. Če s silo odprete vrata, bo barva razpokala in pustila luknje za vlago, da pride do kovine. Boljša izbira za kovinske dele, kot so tečaji, spoji, ležaji itd., Je primerno v vodi netopno mazivo. Temeljni premaz te vrste maziva bo naravno odganjal vlago, hkrati pa zagotovil nemoteno in enostavno premikanje vašega kovinskega dela.
Ker se maziva ne posušijo kot barve, se sčasoma razgradijo in zahtevajo občasno ponovno nanašanje. Maziva redno nanašajte na kovinske dele, da zagotovite, da ostanejo učinkovita kot zaščitna tesnila
Korak 4. Pred barvanjem ali mazanjem temeljito očistite kovinske površine
Ne glede na to, ali uporabljate običajno barvo, morsko barvo ali zaščitno mazivo/tesnilno maso, boste morali pred začetkom nanašanja zagotoviti, da je vaša kovina čista in suha. Poskrbite, da bo kovina popolnoma brez umazanije, maščob, ostankov varjenja ali obstoječe korozije, saj lahko te stvari spodkopljejo vaša prizadevanja in prispevajo k prihodnji koroziji.
- Umazanija, umazanija in drugi ostanki motijo barve in maziva tako, da se barva ali mazivo ne oprimejo neposredno na kovinsko površino. Na primer, če prebarvate pločevino z nekaj zgrešenimi kovinskimi ostružki, se bo barva usedla na ostružke, na spodnji kovini pa bodo ostali prazni prostori. Če in ko ostružki odpadejo, bo izpostavljeno mesto občutljivo na korozijo.
- Če barvate ali mažete kovinsko površino z obstoječo korozijo, bi moral biti vaš cilj, da je površina čim bolj gladka in pravilna, da zagotovite čim boljši oprijem tesnilne mase na kovino. Uporabite žično krtačo, brusni papir in/ali kemična sredstva za odstranjevanje rje, da odstranite čim več ohlapne korozije.
Korak 5. Nezaščitene kovinske izdelke hranite stran od vlage
Kot je navedeno zgoraj, večino oblik korozije poslabša vlaga. Če kovini ne morete dati zaščitnega premaza barve ali tesnilne mase, morate paziti, da ni izpostavljena vlagi. Če si prizadevate ohraniti nezaščitena kovinska orodja suha, lahko izboljšate njihovo uporabnost in podaljšate njihovo življenjsko dobo. Če so vaši kovinski predmeti izpostavljeni vodi ali vlagi, jih po uporabi takoj očistite in posušite, da preprečite zagon korozije.
Poleg tega, da med uporabo pazite na izpostavljenost vlagi, kovinske predmete shranjujte v zaprtih prostorih na čistem in suhem mestu. Za velike predmete, ki ne morejo stati v omari ali omari, predmet pokrijte s ponjavo ali krpo. To preprečuje vlago iz zraka in preprečuje nabiranje prahu na površini
Korak 6. Kovinske površine naj bodo čim bolj čiste
Po vsaki uporabi kovinskega predmeta, ne glede na to, ali je kovina pobarvana ali ne, očistite njene funkcionalne površine in odstranite umazanijo, umazanijo ali prah. Kopičenje umazanije in naplavin na kovinski površini lahko prispeva k obrabi in ušesu kovine in/ali njene zaščitne prevleke, kar sčasoma povzroči korozijo.
Metoda 3 od 3: Preprečevanje korozije z naprednimi elektrokemijskimi raztopinami
Korak 1. Uporabite postopek pocinkanja
Pocinkana kovina je kovina, prevlečena s tanko plastjo cinka za zaščito pred korozijo. Cink je kemično aktivnejši od osnovne kovine, zato oksidira, ko je izpostavljen zraku. Ko oksidira plast cinka, tvori zaščitni premaz, ki preprečuje nadaljnjo korozijo kovine pod njo. Najpogostejša vrsta pocinkanja danes je postopek, imenovan vroče pocinkanje, pri katerem kovinske dele (običajno jeklo) potopimo v kad z vročim, staljenim cinkom, da dobimo enotno prevleko.
-
Ta postopek vključuje rokovanje z industrijskimi kemikalijami, od katerih so nekatere nevarne pri sobni temperaturi, pri izredno vročih temperaturah, zato jih ne sme poskušati nihče drug, razen usposobljenih strokovnjakov. Spodaj so osnovni koraki postopka vročega pocinkanja jekla:
- Jeklo očistimo s kavstično raztopino, da odstranimo umazanijo, maščobo, barvo itd., Nato temeljito speremo.
- Jeklo se kisli v kislini, da se odstrani mlinski kamen, nato spere.
- Na jeklo nanesemo material, imenovan fluks, in pustimo, da se posuši. To pomaga, da se končni cinkov premaz oprime jekla.
- Jeklo potopimo v posodo staljenega cinka in pustimo, da se segreje na temperaturo cinka.
- Jeklo se ohladi v "rezervoarju za gašenje", ki vsebuje vodo.
Korak 2. Uporabite žrtveno anodo
Eden od načinov za zaščito kovinskega predmeta pred korozijo je, da nanj električno pritrdimo majhen, reaktiven kos kovine, imenovan žrtvena anoda. Zaradi elektrokemičnega odnosa med večjim kovinskim predmetom in majhnim reaktivnim predmetom (na kratko razloženo spodaj) bo le majhen, reaktiven kos kovine podvržen koroziji, pri čemer bo velik, pomemben kovinski predmet nedotaknjen. Ko žrtvovana anoda popolnoma korodira, jo je treba zamenjati, sicer bo večji kovinski predmet začel korodirati. Ta metoda zaščite pred korozijo se pogosto uporablja za zakopane objekte, kot so podzemni skladiščni rezervoarji ali predmeti v stalnem stiku z vodo, kot so čolni.
- Žrtvene anode so narejene iz več različnih vrst reaktivne kovine. Cink, aluminij in magnezij so tri najpogostejše kovine, ki se uporabljajo v ta namen. Zaradi kemičnih lastnosti teh materialov se cink in aluminij pogosto uporabljata za kovinske predmete v slani vodi, medtem ko je magnezij bolj primeren za sladkovodne namene.
- Razlog, zakaj žrtev anoda deluje, je povezan s kemijo samega korozijskega procesa. Ko korodira kovinski predmet, se naravno oblikujejo območja, ki so kemično podobna anodam in katodam v elektrokemični celici. Elektroni tečejo iz najbolj anodnih delov kovinske površine v okoliške elektrolite. Ker so žrtvene anode v primerjavi s kovino predmeta, ki ga ščitijo, zelo reaktivne, predmet sam postane zelo katoden in tako iz žrtvovane anode iztekajo elektroni, ki povzročajo korozijo, vendar pri tem prihranijo preostanek kovine.
Korak 3. Uporabite impresivni tok
Ker kemični proces korozije kovin vključuje električni tok v obliki elektronov, ki iztekajo iz kovine, je mogoče uporabiti zunanji vir električnega toka za premagovanje jedkega toka in preprečevanje korozije. V bistvu ta proces (imenovan vtisnjeni tok) daje neprekinjeno negativni električni naboj zaščiteni kovini. Ta naboj premaga tok, zaradi česar elektroni pritečejo iz kovine, kar ustavi korozijo. Ta vrsta zaščite se pogosto uporablja za zakopane kovinske konstrukcije, kot so rezervoarji za shranjevanje in cevovodi.
- Upoštevajte, da je za zaščitne sisteme z impresivnim tokom običajno uporabljen enosmerni tok (DC).
- Običajno vtisnjeni tok proti koroziji nastane z zakopavanjem dveh kovinskih anod v zemljo v bližini kovinskega predmeta, ki ga je treba zaščititi. Tok se skozi izolirano žico pošlje na anode, ki nato tečejo po tleh in v kovinski predmet. Tok prehaja skozi kovinski predmet in se po izolirani žici vrača na vir toka (generator, usmernik itd.).
Korak 4. Uporabite eloksiranje
Eloksiranje je posebna vrsta zaščitne površinske prevleke, ki se uporablja za zaščito kovine pred korozijo in se uporablja tudi za nanašanje matric itd. Če ste kdaj videli svetlo obarvan kovinski karabin, ste videli barvano eloksirano kovinsko površino. Namesto fizičnega nanašanja zaščitnega premaza, tako kot pri barvanju, eloksiranje uporablja električni tok, da kovini da zaščitno prevleko, ki preprečuje skoraj vse oblike korozije.
- Kemični postopek za eloksiranje vključuje dejstvo, da številne kovine, kot je aluminij, ob stiku s kisikom v zraku naravno tvorijo kemične produkte, imenovane oksidi. Posledica tega je, da ima kovina običajno tanko zunanjo plast oksida, ki ščiti (v različni meri, odvisno od kovine) pred nadaljnjo korozijo. Električni tok, uporabljen v postopku eloksiranja, v bistvu ustvari veliko debelejši nanos tega oksida na površini kovine, kot bi se običajno pojavil, kar zagotavlja odlično zaščito pred korozijo.
-
Za eloksiranje kovin obstaja več načinov. Spodaj so osnovni koraki enega postopka eloksiranja. Za več informacij glejte Kako anodizirati aluminij.
- Aluminij je očiščen in razmaščen.
- Površinske nečistoče aluminija odstranimo z raztopino za odstranjevanje umazanije.
- Aluminij spuščamo v kislo kopel pri konstantnem toku in temperaturi (na primer 12 amperov na kvadratni čevelj in 70-72 stopinj F (21-22 stopinj C).
- Aluminij odstranimo in speremo.
- Aluminij je po izbiri potopljen v barvilo pri 100–140 stopinjah F (38–60 stopinj C).
- Aluminij zapremo tako, da ga 20-30 minut postavimo v vrelo vodo.
Korak 5. Uporabite kovino, ki kaže pasivnost
Kot je navedeno zgoraj, nekatere kovine ob izpostavljenosti zraku naravno tvorijo zaščitno oksidno prevleko. Nekatere kovine tvorijo ta oksidni premaz tako učinkovito, da sčasoma postanejo relativno kemično neaktivne. Pravimo, da so te kovine pasivne glede na proces pasivizacije, s katerim postanejo manj reaktivne. Glede na želeno uporabo pasivni kovinski predmet morda ne bo potreboval dodatne zaščite, da bo odporen proti koroziji.
-
Eden dobro znanih primerov kovine, ki kaže pasivnost, je nerjavno jeklo. Nerjaveče jeklo je zlitina navadnega jekla in kroma, ki je v večini pogojev učinkovito odporna proti koroziji, ne da bi potrebovala kakršno koli drugo zaščito. Za večino vsakodnevne uporabe korozija običajno ni problem pri nerjavečem jeklu.
Vendar je treba omeniti, da v določenih pogojih nerjavno jeklo ni 100% odporno proti koroziji - zlasti v slani vodi. Podobno mnoge pasivne kovine pod določenimi ekstremnimi pogoji postanejo nepasivne in zato morda niso primerne za vse uporabe
