Aliuminio ir jo lydinių korozija. Kovos su aliuminiu nuo korozijos ir apsaugos nuo korozijos metodai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-02 13:59

Nors aliuminis yra spalvotasis metalas ir, palyginti su paprastu plienu, yra gana brangus, žmonės jį plačiai naudoja. Ši patvari ir lengva medžiaga gali būti naudojama kasdieniame gyvenime, statybose ir gamyboje. Cheminė aliuminio formulė periodinėje lentelėje atrodo taip: Al.

Ar jis surūdijęs

Aliuminis rūdija, kaip žinote, labai lėtai. Bent jau šiuo atžvilgiu geležies ir plieno su juo negalima lyginti. Aliuminio atsparumas korozijai pirmiausia paaiškinamas tuo, kad normaliomis sąlygomis ant jo paviršiaus susidaro plona oksido apsauginė plėvelė. Dėl to aliuminio cheminis aktyvumas smarkiai sumažėja.

Atsparumą rūdims turintys veiksniai

Aliuminis atsparus korozijai, tačiau kai kuriais atvejais jis vis tiek gali pradėti gana greitai irti dėl oksidacijos. Dažniausiai taip nutinka, kai plėvelė dėl kokių nors priežasčių yra pažeista arba jos neįmanoma suformuoti.

Dažniausiai aliuminis praranda savo išorinę ploną apsaugą veikiamas rūgščiųarba šarmų. Įprasti mechaniniai pažeidimai taip pat gali sugadinti plėvelę.

Korozijos tipai

Sunaikinus plėvelę, Al ir jo lydiniai pradeda rūdyti, tai yra, kaip ir daugelis kitų metalų, savaime suyra. Tai gali atskleisti aliuminį ir koroziją:

1. Cheminė. Šiuo atveju rūdijimas vyksta dujinėje aplinkoje be vandens. Tokiu atveju aliuminio gaminio paviršius sunaikinamas tolygiai visame plote.
2. Elektrochemija. Aliuminio korozija šiuo atveju vyksta drėgnoje aplinkoje.
3. Dujos. Šio tipo korozija atsiranda, kai aliuminis tiesiogiai liečiasi su kai kuriomis chemiškai agresyviomis dujomis.

Aliuminio korozijos (deguonies oksidacijos) ore lygtis yra tokia: 4AI+3O₂=2AL₂O3_.

Oksido apsauginės plėvelės cheminė formulė yra AL₂O_3.

Lydiniai

Atspariausia korozijai rūšis yra techninis aliuminis. Tai yra, beveik 90% gryno metalo. Aliuminio lydiniai, deja, yra daug labiau linkę rūdyti. Manoma, kad šio metalo atsparumą korozijai mažiausiai mažina magnio priemaišos, o labiausiai – vario priemaišos.

Mg-Al lydiniai

Tokios medžiagos plačiai naudojamos statybos, maisto ir chemijos pramonėje. Jie taip pat labai dažnai naudojami mechaninėje inžinerijoje. Manoma, kad tokios medžiagos puikiai tinka konstrukcijų statybai,veikiamas jūros vandens.

Jei lydinio sudėtyje magnio yra ne daugiau kaip 3%, jis turės beveik tokias pačias antikorozines savybes kaip ir techninis aliuminis. Magnis tokiame lydinyje yra kietame tirpale ir Al8Mg5 dalelių pavidalu, tolygiai paskirstytų visoje matricoje.

Jei lydinyje yra daugiau nei 3 % šio metalo, Al8Mg5 dalelės pradeda kristi daugiausia ne grūdelių viduje, o palei jų ribas. O tai savo ruožtu itin neigiamai veikia medžiagos antikorozines savybes. Tai reiškia, kad gaminys tampa daug mažiau atsparus rūdims.

Manio ir silicio lydiniai

Tokios medžiagos dažniausiai naudojamos inžinerijoje ir statybose. Mg2Si daro šios veislės lydinius labai tvirtus. Kartais varis taip pat yra tokių elementų sudedamoji dalis. Jis taip pat įvedamas į lydinį kietėjimui. Tačiau vario į tokias medžiagas dedama labai mažais kiekiais. Priešingu atveju aliuminio lydinio antikorozinės savybės gali labai sumažėti. Tarpkristalinis rūdijimas juose prasideda jau pridedant daugiau nei 0,5 % vario.

Be to, tokių medžiagų jautrumas korozijai gali padidėti nepagrįstai padidėjus jų sudėtyje esančio silicio kiekiui. Šios medžiagos dedama į aliuminio lydinius, dažniausiai tokiomis proporcijomis, kad susidarius Mg2Si nieko neliktų. Gryno silicio sudėtyje yra tik kai kurių šios rūšies medžiagų.

Aliuminio korozija irjo cinko lydiniai

Al rūdija, kaip jau minėta, lėčiau nei jo lydiniai. Tai taip pat taikoma Al-Zn grupės medžiagoms. Tokie lydiniai yra labai paklausūs, pavyzdžiui, orlaivių pramonėje. Kai kuriose veislėse gali būti vario, kitose - ne. Šiuo atveju pirmojo tipo lydiniai, žinoma, yra atsparesni korozijai. Šiuo atžvilgiu Al-Zn medžiagos yra panašios į magnio-aliuminį.

Šios veislės lydiniai, kuriuose yra vario, turi tam tikro nestabilumo rūdžių požymių. Tačiau tuo pat metu jie sunaikinami dėl korozijos, jie vis dar yra lėtesni nei pagaminti naudojant magnį ir varį.

Pagrindiniai kovos su rūdimis būdai

Žinoma, aliuminio ir jo lydinių korozijos greitį galima sumažinti ir dirbtinai. Yra tik keli būdai apsaugoti tokias medžiagas nuo rūdžių.

Pavyzdžiui, galima pašalinti šio metalo ir jo lydinių sąlytį su aplinka dažant dažų medžiagas. Taip pat dažnai naudojamas elektrocheminis būdas apsaugoti aliuminį nuo rūdžių. Tokiu atveju medžiaga papildomai padengiama aktyvesnio metalo sluoksniu.

Kitas būdas apsaugoti Al nuo rūdijimo yra aukštos įtampos oksidacija. Aliuminio korozijai išvengti taip pat galima naudoti miltelinio dažymo techniką. Žinoma, naudojamas apsaugoti jį ir rūdžių inhibitorius.

Kaip vyksta oksidacija

Naudojant šią techniką, aliuminis ir jo lydiniai dažnai yra apsaugoti nuo korozijos. Atliktioksidacija esant 250 V įtampai. Taikant šią techniką, ant metalo ar jo lydinio paviršiaus susidaro stipri oksido plėvelė.

Srovės įtaka medžiagai šiuo atveju atliekama aušinant vandeniu. Esant žemai temperatūrai, dėl įtempių, aliuminio paviršiuje susidaro labai stipri ir tanki plėvelė. Jei procedūra atliekama aukštoje temperatūroje, ji pasirodo gana laisva. Tokioje aplinkoje apdorotam aliuminiui reikia papildomos apsaugos nuo sąlyčio su oru (dažymo).

Naudojant šią technologiją, produktas pirmiausia nuriebalinamas oksalo rūgšties tirpale. Tada aliuminis arba lydinys panardinamas į šarmą. Toliau metalą veikia srovė. Paskutiniame etape, jei oksidacija buvo atlikta pakankamai aukštoje temperatūroje, medžiaga papildomai nudažoma panardinant į druskos tirpalus, o po to apdorojama garais.

LMB naudojimas

Šis metodas, kaip ir oksidacija, gana dažnai naudojamas apsaugoti aliuminį nuo rūdijimo. Tokia medžiaga gali būti dažoma sausu, šlapiu arba milteliniu būdu. Pirmuoju atveju aliuminis pirmiausia apdorojamas kompozicija, kurioje yra cinko ir stroncio. Be to, ant metalo dedamas pats LKM.

Naudojant miltelių metodą, darbinis paviršius iš anksto nuriebalinamas panardinant į šarminius arba rūgštinius tirpalus. Be to, gaminiui naudojami chromato, cirkonio, fosfato arba titano junginiai.

Naudokiteizoliatoriai

Labai dažnai kiti metalai tampa aliuminio ir jo lydinių korozijos procesų pradžios stimuliatoriais. Dažniausiai tai atsitinka tiesiogiai kontaktuojant gaminiams ar jų dalims. Kad aliuminis nerūdytų, šiuo atveju naudojami specialūs izoliatoriai. Tokios tarpinės gali būti pagamintos iš gumos, paronito, bitumo. Taip pat šiuo atveju galima naudoti lakus ir dažus. Kitas būdas apsaugoti aliuminį nuo korozijos, kai jis liečiasi su kitomis medžiagomis, yra jo paviršių padengti kadmiu.

Ypač svarbu užtikrinti, kad įvairių mechanizmų ir mazgų aliuminio dalys būtų izoliuotos nuo tiesioginio sąlyčio su variu. Taip pat manoma, kad nuo sąlyčio su kitais metalais reikia saugoti ne tik dalis iš Al. Atsparumo korozijai požiūriu geležis yra daug prastesnė už aliuminį, pavyzdžiui, plieną. Todėl tokie metalai ir kai kurie kiti dažnai saugomi ypatingai. Medžiagos tiesiog padengtos apsauginiu aliuminio sluoksniu. Žinoma, tokie gaminiai taip pat turi būti apsaugoti nuo sąlyčio su variu ar kitais metalais.