Aliuminio folija ir lakštai atsparūs korozijai, nes kelių nanometrų storio kompaktiška oksido plėvelė{0}}susiformuoja per milisekundes nuo oro poveikio. Ši savaime-atsinaujinanti plėvelė paaiškina, kodėl plika folija išgyvena ilgus metus, o jos ribos paaiškina, kodėl ta pati medžiaga greitai sugenda lauke arba chemijos gamyklose. Suvokus elektrocheminę bazinę liniją, anodavimo, dangos ar jungties dizaino pasirinkimas tampa daug labiau nuspėjamas.
Kodėl aliuminis korozuoja: elektrocheminė bazė
Galvaninėje serijoje aliuminis yra stipriai anodinis ir yra labiau neigiamas nei dauguma konstrukcinių metalų, išskyrus magnį ir cinką. Kai aliuminis sujungiamas su plienu, nerūdijančiu plienu arba variu, esant elektrolitui, aliuminis tampa aukojamu anodu, o tauresnis metalas skatina jo tirpimą.
Natūralus oksidas taip pat yra amfoterinis: jis yra stabilus maždaug pH 4–9 pH ir greitai tirpsta stipriose rūgštyse arba šarmuose. Todėl lietaus vanduo, neutralūs plovikliai ir dauguma angliavandenilių alyvų daro mažai žalos, o rūgštinis nukalkinimo arba kaustinis ploviklis gali pašalinti barjerą per kelias minutes. Kiekviena toliau aptariama apsaugos priemonė arba pastorina šį barjerą, chemiškai jį stabilizuoja arba pašalina sąlygas, kurios jį ardo.
Kaip vystosi pagrindinės korozijos formos
Folijos, lakštų ir ekstruzijos gedimai atsiranda dėl skirtingų trigerių, todėl juos reikia atskirti prieš pasirenkant apsaugos planą.
| Korozijos forma | Trigeris | Kur pasirodo | Praktinė atsakomoji priemonė |
|---|---|---|---|
| Įdubimas | Chlorido jonai prasiskverbia į silpnąsias oksido plėvelės vietas | Folijos paviršiai, ritės, jūros arba pakrantės poveikis | Apriboti chlorido sąlytį, nurodyti anoduotus arba padengtus paviršius |
| Tarpkristalinis | Jautrintos grūdelių ribos Al{0}}Mg 5xxx lydiniuose, laikomos aukštesnėje nei 65 laipsnių temperatūroje | Suvirinti karščio-veiktas zonas ir karščio{1}}neveikiamą plokštę | Valdykite šiluminį poveikį, pasirinkite žemą{0}}jautrinimo temperatūrą |
| Plyšys | Sustingęs elektrolitas tarpuose, pH mažesnis nei 4 arba didesnis nei 9 | Juostinės jungtys, tarpiklių lizdai, tvirtinimo elementų sąsajos | Sandarinti jungtis, vengti sugeriančių tarpiklių, projektuoti drenažui |
| Galvaninis | Susisiekite su tauresniu metalu ir elektrolito tilteliu | Mišrūs{0}}metaliniai rėmai, tvirtinimo detalės, laikikliai | Izoliuokite jungtį, valdykite ploto santykį, padenkite abu metalus |
| Šveitimas | Jautrinta mikrostruktūra kartu su riedančia tekstūra | Storų sekcijų valcuoti arba išspausti kraštai | Kontroliuokite temperatūrą ir terminį apdorojimą, užsandarinkite atvirus kraštus |
Paviršiaus inžinerija, skirta didesniam atsparumui korozijai
Paviršiaus apdorojimas yra tiesiausias svirtis. Kiekvienas toliau nurodytas procesas skiriasi kaina, storiu ir išvaizda, todėl specifikacijos turėtų atitikti poveikio klasę, o ne atvirkščiai.
Anodavimasstato 5-150 µm oksido sluoksnį su stulpelio porų struktūra; tų porų sandarinimas uždaro pagrindinį chlorido kelią ir gali būti derinamas su dažymu.
Konversinė dangaistoriškai rėmėsi šešiavalenčiais chromo inhibitoriais, kurie suteikė savaiminio-gydymo efektą. Kadangi Cr(VI) yra ribojamas, trivalentis chromas ir chromo -be titano arba cirkonio konvertuojančios dangos dabar yra įprasta specifikacija.
Plazmos elektrolitinis oksidavimassukuria iki maždaug 300 µm storio keramines aliuminio oksido dangas, kurių kietumas artėja prie 2000 HV, tinka ten, kur dilimas ir korozija veikia kartu.
Sol{0}}gelinės dangosnaudokite cirkonio nanodalelių dispersijas, kad suformuotumėte tankų cheminį barjerą, kuris kovalentiškai jungiasi su oksidu.
Lazerinis paviršiaus lydymaspatobulina paviršinę{0}}mikrostruktūrą ir ištirpdo intermetalines daleles, kurios kitu atveju veiktų kaip duobių atsiradimo vietos.
Projektavimo taisyklės, slopinančios galvaninį ir plyšių ataką
Geometrija dažnai lemia korozijos efektyvumą labiau nei lydinio pasirinkimas. Šios taisyklės yra nebrangios braižybos etape ir brangiai atnaujinamos.
Skirtingus metalus izoliuokite dielektrinėmis poveržlėmis, movomis arba tarpikliais; 0,1 mm atotrūkio pakanka, kad būtų nutrauktas laidus kelias.
Katodo -ir-anodo ploto santykis turi būti konservatyvus, mažesnis nei 1:100, kai mažas aliuminio komponentas susilieja su didele nerūdijančio plieno konstrukcija.
Povandeniniams ir jūriniams mazgams naudokite aukojamas cinko anodus arba cinko{0}} turtingus gruntus.
Venkite sugeriančių tarpiklių ir aklinų tarpų, kurie sulaiko elektrolitą; užtikrinti drenažą, kad drėgmė negalėtų patekti į plyšį.
Užpildykite tvirtinimo detalių jungtis laidžiu sandarikliu, kad elektrolitas niekada nepasiektų sriegio sąsajos.
Testavimas, kvalifikacija ir{0}}tarnybos stebėjimas
Laboratorijos kvalifikacija paprastai prasideda nuo neutralios druskos purškimo pagal ASTM B117 arba jo ISO 9227 atitikmenį, 5% natrio chlorido rūką, palaikomą 35 laipsnių temperatūroje, pranešant valandas iki pirmųjų baltųjų rūdžių arba pūslių susidarymo. Vien tik druskos purškimas yra atrankos priemonė; visa programa prideda elektrocheminius ir lauko metodus.
Elektrocheminė impedanso spektroskopija pašalina barjero atsparumą ir dangos talpą per lygiavertę-grandinę, aptinkant degradaciją prieš matont ataką.
Atliekant ciklinį korozijos bandymą keičiamos druskos rūko, drėgmės ir džiūvimo fazės, kad tikros paslaugos būtų atkurtos tiksliau nei nuolatinis purškimas.
Vandenilio išsiskyrimo matavimas kiekybiškai įvertina tirpimo greitį rūgštinėje terpėje.
Nuskaitant Kelvino zondo atvaizdavimą, aptinkami mikro{0}}masto potencialų skirtumai, kurie žymi pradinį duobių susidarymą.
Lauko stebėjimas naudoja elektros varžos zondus metalo praradimui, elektrocheminius triukšmo jutiklius, skirtus pereinamiesiems taškams nustatyti, kelių elektrodų matricas vietiniam atakų atvaizdavimui ir skaidulinius{1}}pH jutiklius, įterptus į dangas, kad pažymėtų defektų vietas.
Robotinis potencialo kartografavimas padeda patikrinti didelių rezervuarų ir laivų paviršius be pastolių.
Testavimo režimo suderinimas su realia aplinka yra tai, kas daro korozijos programą patikimą: chloridas{0}}varomas duobutes reikalauja druskos poveikio, šarminis kontaktas reikalauja panardinimo bandymo, o mišriems{1}}metaliniams mazgams reikia galvaninio sujungimo, o ne izoliuoto kupono bandymų.
Dažnai užduodami klausimai
K: Kurie aliuminio lydiniai yra labiausiai pažeidžiami tarpkristalinės korozijos?
Al-Mg 5xxx lydiniai yra klasikinis atvejis. Kai po ilgo poveikio, viršijančio apie 65 laipsnius, grūdelių ribose susidaro įjautrinta mikrostruktūra, ribos pirmiausiai korozuojasi, todėl karščiui atsparioms plokščių ir suvirinimo zonoms reikia mažo -jautrinimo temperatūrų.
Kl.: Ar anodavimas visada geriau nei konversijos danga?
Ne visuotinai. Anodavimas suteikia storesnį, kietesnį ir atsparesnį dilimui{1}}atsparumą, o konversijos danga yra plonesnė, pigesnė ir geriau išsaugo elektrinio kontakto varžą, o tai svarbu įžeminimo keliams.
Kl .: Kodėl druskos purškimo bandymai nenumato naudojimo trukmės tiesiogiai?
Nuolatinis rūkas išlaiko paviršių drėgną ir chloro-daugiau, o tai per-sveria įdubimus, palyginti su džiovinimo ciklais, UV poveikiu ir mechaniniais pažeidimais. Cikliniai režimai ir lauko ekspozicijos plokštės daug geriau koreliuoja su realia paslauga.
Kl .: Kaip galima kontroliuoti galvaninę koroziją, kai izoliuoti neįmanoma?
Valdykite ploto santykį taip, kad aliuminio anodas būtų didelis, palyginti su katodu, padenkite katodiniu metalu ir sutikkite su kontroliuojamu aukos elgesiu, kai anodas gali būti keičiamas numatytais intervalais.
K: Koks yra greičiausias būdas aptikti dangos gedimą lauke?
Elektrocheminės varžos spektroskopija ir skenuojantis Kelvino zondo žemėlapis aptinka barjero veikimo praradimą prieš matomą koroziją, o elektrinės varžos zondai rodo nenutrūkstamą metalo -nykimo tendenciją svarbiuose turtuose.
K: Ar storesnis oksido sluoksnis garantuoja ilgesnį tarnavimo laiką?
Tik jei jis lieka nepažeistas ir sandarus. Neužsandarintos poros, apdirbimo pažeidimai ir aštrios briaunos sukuria inicijavimo vietas, todėl kraštų apsauga ir tvarkymo disciplina yra svarbi tiek pat, kiek nominalus dangos storis.
