Metode de bază de protecție împotriva coroziunii a aluminiului

In general, aliajele de aluminiu au proprietăți bune de coroziune în următoarele medii: atmosferă, apă proaspătă, apa de mare, cele mai multe tipuri de sol, produse alimentare, precum și o varietate de produse chimice. Termenul „rezistență bună la coroziune“ înseamnă că, în cele mai multe cazuri de aluminiu pot fi utilizate fără strat de protecție, și astfel durata de viață va fi mult timp. În funcție de agresivitatea mediului, precum și destinația cerințele produsului, de viață de proiectare și de întreținere, pot fi luate pentru a contracara sau de a reduce gradul de atac la coroziune. Poate fi folosit de mai multe modalități de protecție. Acest capitol discută numai acele măsuri care sunt produse din aluminiu neprotejate și componente. tratamente de suprafață de protecție, cum ar fi pre-tratare, vopsire și anodizare.

2. Alegerea aliajelor rezistente la coroziune

Adăugarea de elemente de aliere din aluminiu afectează natura coroziunii, și este important să se aleagă cea mai potrivită aliaj pentru fiecare mediu. Cel mai frecvent se utilizează elemente de aliere din aliaje de aluminiu: cupru, magneziu, mangan, siliciu și zinc, precum și impurități din aluminiu pur comercial - fier și siliciu.

2.1. Forjate din aluminiu Aliaje

aluminiu pur (> 99,9% Al)

Ultrapură aluminiu (> 99,9% Al) prezintă cea mai bună protecție la coroziune pentru aluminiu. Aceste cifre reduse dramatic odată cu introducerea de impurități, în special cupru și fier.

aliaje Al-Mn au o rezistență bună la coroziune și sunt utilizate în aer liber fără protecție.

Aliaje care conțin cantități substanțiale de cupru (> 0,25%) au o rezistență la coroziune mai mică și, prin urmare, nu ar trebui să fie utilizate în marină agresive sau medii industriale fără acoperiri de protecție. In trecut, cea mai frecventă eroare a fost utilizarea aliajelor Al-Cu în medii corozive fără măsuri adecvate.

Aliaje care conțin Zn, Mg și Cu au proprietăți de coroziune similare și că familia aliajelor de Al-Cu și, prin urmare, necesită măsuri de protecție în medii corozive.

Pentru această familie a tehnologiei aliajelor de fabricație, în special tratarea termică și compoziția aliajului este esențială pentru comportarea la coroziune. Aliaje de Al-Zn-Mg pot fi susceptibili la fisurare la coroziune sub stres și exfolierii.

2.2. Turnarea aliajelor de aluminiu

Coroziunea în țagle turnate din aluminiu sunt de obicei mai mici decât un produs foaie, deoarece, de obicei, profilul de grosime și este capabil să reziste la coroziune mai severe ale suprafeței. Turnarea aliajelor de Al-Mg au o rezistență bună la coroziune și pot fi utilizate în mediile marine. Se crede că Al-Si prezintă o bună rezistență la coroziune în atmosferă și apă.
Aliaje de Al-Cu și Al-Si-Cu necesită o protecție de suprafață în medii corozive.
Comportamentul oricare din aliaj depinde de mediul, pe care el trebuie să îndure;
Ca un exemplu, tabelul de mai jos prezintă comportarea diferitelor aliaje din acizi și baze. Mai mic index, cu atât rezistența la coroziune.

3. echipamente de design îmbunătățit

Deoarece comportamentul coroziunii metalelor depinde de condițiile fizice și chimice de mediu (de exemplu, temperatura, schimbarea concentrației de impurități, etc.), precum și compoziția chimică și structura poate influența în mod semnificativ natura și rata de coroziune. Cele mai frecvente eșecuri structurale când service produse din aluminiu includ electrochimice, spații înguste și coroziune sub tensiune.
Următoarele paragrafe dau recomandări pentru a preveni sau cel puțin să reducă impactul acestor tipuri de coroziune:

3.1. Prevenirea coroziunii galvanice

Următoarele „reguli“ pentru a reduce coroziunea electrochimica:
Selectarea combinații de metale, cât mai aproape posibil față în față, într-un număr de potențial de electrod pentru mediul respectiv.
Utilizați catod de montare. Evitați combinațiile cu săraci raportul suprafață (scăzut) de anod la catod. Pentru a asigura izolarea electrică completă a două metale conectate. Acest lucru se poate realiza prin utilizarea unei manșoane izolatoare distanțiere (tuburi) și altele. Dacă se aplică vopseaua, întotdeauna vopsea catod. Dacă vopsea numai anod, orice zgârietură ar duce la o suprafață relativ nefavorabilă a anod la catod, și coroziunea în zero. Creșterea grosimii materialului anodului. Alternativ, setul de profile mici detașabile groase de metal anodic la intersecția.
Acolo unde este posibil, plasați contactul metalic eterogenă departe de mediul coroziv. Dacă este posibil, evitați conexiuni filetate cupluri diferite ca fir poate rupe. care unește lipire sau sudare de dorit să fie. Dacă este posibil, utilizarea inhibitorilor de coroziune (de exemplu, sisteme de recirculare).
În acele cazuri în care metalul trebuie să rămână în contact electric prin intermediul unui echipament de proiectare circuit extern, astfel încât metalele sunt situate cât mai mult posibil unul de altul, crescând astfel rezistența electrică prin lichid (electrolit). Din necesitate și posibilitatea de a utiliza o protecție catodică folosind zinc sau magneziu anod de sacrificiu. Pentru majoritatea mediilor agresive, numai zinc, cadmiu și magneziu poate intra în contact cu aluminiu, fără a provoca o coroziune electrochimică.

3.2. Prevenirea coroziunii din cauza sedimenteze

Următoarele măsuri vor contribui la reducerea acestui tip de coroziune pe aluminiu

1. Reproiectarea pentru a se evita depunerea unui metal mai nobil, de exemplu, folosind sistemul de drenaj

2. Alkleda Application

3. Utilizarea inhibitorilor

substrat metalic 4. Vopsea

5. curățare multiple pentru a îndepărta metalul nobil depus

3.3. Avertizare crăpătură coroziune

Pentru un proiect al structurilor de aluminiu expuse atmosferei marine pentru o lungă perioadă de timp am luat măsuri pentru a preveni coroziunea crăpătură.

Următoarele măsuri vor ajuta la reducerea coroziunii pentru spații înguste în structurile de aluminiu:

1. Acoperirea suprafețelor de contact înainte de a compoziției vopselei de inhibare de asamblare

2. Se umple chit gap (mastic) sau materialul elastic de amortizare pentru a preveni pătrunderea umezelii.

3.4. Prevenirea coroziunii stresului

Pentru un proiect al structurilor de aluminiu sunt sub stres permanent (sarcină), ar trebui să ia o serie de măsuri pentru reducerea coroziunii de stres.

Următorii pași vor ajuta pentru a reduce efectul acestui tip de coroziune în structurile de aluminiu:

1. Asigurați-vă că un profil adecvat este selectat, care nu va fi suprasolicitat. O atenție deosebită trebuie acordată tensiunilor reziduale sau de montare care acționează pe scurt direcție transversală.

2. Compoziție vopsea bună cuprinzând grundul anticoroziv va asigura o protecție suplimentară împotriva coroziunii stresului. Cu toate acestea, trebuie să vă dați seama că acoperirile nu sunt complet impermeabil la umiditate și, prin urmare, nu ar trebui să fie de așteptat de la ei o bună protecție deosebit de sensibil la aliaje de coroziune.

3. sputtering cu unele aliaje de aluminiu aduce o contribuție semnificativă la protecția împotriva coroziunii, care ar trebui să fie consolidată în continuare prin utilizarea vopselei.

4. Metode de tratament de suprafață, cum ar fi sablarea sau măcinare pentru a produce stres reziduală de compresie, dacă este aplicat în mod adecvat se poate reduce în mod eficient gradul de coroziune sub tensiune fisurare.

5. Tensiunea aplicată. Constant atașat pe suprafața solicitarea la tracțiune nu trebuie să depășească următoarele limite:
longitudinal 50% din limita de curgere;
direcția transversală lungă între 35 și 50% din limita de curgere;
cel mai scurt direcția piperat: cât mai mici posibil și preferabil nu mai mult de 15% din limita de curgere.

3.5. Aliaje cu rezistență bună la stres coroziune

Mai multe sisteme de aliaje de aluminiu de înaltă rezistență sunt sensibile la căldură tratamente (îmbătrânire), la care starea metalurgică realizat cu mult mai mare rezistenta la coroziune sub stres fără pierderea proprietăților mecanice (aliaje T76, T73).
Toate aceste recomandări sunt de natură generală și, în fiecare caz, este necesar un studiu detaliat.

Uneori este posibil să se reducă sau chiar neagă agresivitatea mediului într-un fel modificarea acesteia din urmă. În anumite substanțe chimice, cum ar fi fenol, prin adăugarea unei mici cantități de apă (de exemplu, 0,3%) va preveni coroziunea severă, care ar fi avut loc în absența apei. În alte substanțe, cum ar fi dioxidul de sulf lichid, apa favorizează coroziunea aluminiului. De obicei, mișcarea, sau turbulență, nu excesiv, uneori, prevenind corodare, care ar putea apărea în caz contrar. Aducerea pH-ului la un interval sigur (4,5 până la 8,5) previne sau reduce coroziunea. De-aerare de apă reduce semnificativ tendința de formare a gropilor de coroziune din aluminiu. Creșterea temperaturii, de obicei, poate mări rata totală (uniformă) coroziune, dar efectul pozitiv de reducere a ratei de corodare. Evident, aceste efecte sunt specifice anumitor (individuale) condiții, și asupra acestui punct putem spune puțin mai mult decât cel menționat mai sus.

4.1. inhibitori de coroziune

Inhibitorul este o substanță care atunci când este adăugat (de obicei, în cantități mici) în lichid coroziv sau un produs chimic este redusă sau prevenită prin coroziunea metalului care apare în cazul contrar. Inhibitorii pot afecta coroziunea anodic, caz în care acestea sunt numite „inhibitori de anod“, sau poate afecta coroziunea catodică, atunci ele sunt numite „inhibitori catodice.“ Inhibitorii anodice pot fi periculoase dacă nu sunt adăugate într-o cantitate suficientă, deoarece în timp ce acestea reduc suprafața efectivă a anodului, efectul asupra porțiunilor rămase vor fi mai severă decât în ​​absența inhibitorului.
Inhibitorii catodică sunt mai sigure, deoarece reducerea parțială a suprafeței efective a catodului scade coroziunea la anod. De obicei, cu toate acestea, ele sunt mai puțin eficiente în comparație cu inhibitorii anodice. Cromatul (ca cromatului de potasiu sau bicromat de potasiu sau) este cel mai frecvent utilizat ca un inhibitor al aluminiului și un membru al inhibitorilor anodice. Pentru a preveni corodarea aluminiului în apa agresive, este util să se adauge 500 ppm. (Ppm) dicromat de cromatul sau de sodiu la pH 8,5
Fosfat, silicat, nitrat, nitrit, benzoat, și alte substanțe solubile în ulei sunt recomandate, singure sau în combinație, pentru a reduce impactul coroziunii aluminiului prin lichide agresive. Inhibarea apei numai recirculant în general rezonabile, sisteme închise. În sistemele mixte includ, de exemplu, aluminiu și cupru, este important de a proiecta un sistem bun de inhibare și să mențină pH-ul de mai sus 8,0-8,5, pentru a preveni dizolvarea cuprului și depunerea sa ulterioară pe suprafața de aluminiu. Complexitatea inhibare este faptul că inginerul obișnuit este dificil de a realiza un tratament cu apă suficientă, fără ajutorul unui specialist.
Adesea, testele de laborator necesare la fața locului, în scopul de a obține cei mai buni parametri.

Teoria de protecție catodică de simplu de metal pus în pământ. Un curent electric constant (numit anozi de sacrificiu sau curent impresionat) este furnizat metalul protejat.
Acest curent polarizează site-uri catodice locale la un potențial anodic local și creează un potențial de suprafață uniformă. Astfel, potențialul celulei galvanice devine egală cu zero, iar pitting apare coroziunea.
curent redresor se poate face cu un electrod metalic sau grafit sau anod galvanic de sacrificiu de magneziu sau zinc. Pentru a reduce curentul necesar, din metal uneori protejate acoperite cu vopsea, folie de protecție sau alte materiale de ambalaj. In industria metodei de protecție catodică din țeavă de oțel este bine stabilit și a demonstrat o eficacitate suficientă. Experiența din aluminiu prevăzut în sol este limitat la un singur experiment, și un număr limitat de linii de lucru.

Aluminiu pot fi protejate prin conectarea catodică cu zinc sau magneziu utilizat ca un anod de sacrificiu.
În cazul aluminiului, este posibil mecanism de protecție este compus din polarizarea catodică a impurităților din metal la potențialul de coroziune al aluminiului pasiv, previne efectele adverse ale acestor impurități.
Zincul poate fi folosit ca un anod de sacrificiu în raport cu aluminiul în mediu neutru sau slab acid, în ciuda faptului că aluminiul este mai activ decât zincul într-un număr de potențiale de electrod. Intr-un mediu alcalin aluminiu pierde pasivitate si devine anod de zinc.
Magneziul este utilizat de obicei pentru protecția aluminiului în unele cazuri. Instalarea de anozi de magneziu permite opri la coroziune, chiar și în conductele prevăzute în sol cu ​​produsele de coroziune acumulate. În unele cazuri, o protecție excesivă poate conduce la formarea de coroziune catodică aluminiu.
Potențialul generat între anozi și magneziul din aluminiu, în general, nu depășește 1,20 volți (Cu / SO4) și în mod tipic alcaline datorită structurii, coroziunea catodice nu se produce.

Protecția catodică cu curent catodic necesită o sursă de curent continuu și un electrod auxiliar așa cum este prezentat în Figura 5104.04.01.
O sursă de curent constant este conectat la borna pozitivă a electrodului auxiliar și negativ la structura protejată. Curentul curge din electrodul prin electrolit la structură.
Este general acceptat faptul că protecția aluminiului este furnizat atunci când potențialul suprafeței de aluminiu prevăzută în sol este menținută în intervalul de la -0.85 la -1.10 volți (Cu / SO4) și catodică la coroziune substanțială nu se produce până se depășește valoarea de -1.20 volți.
Compoziția chimică a solului poate afecta potențialul superior în condiții de siguranță, care în unele cazuri poate fi semnificativ mai mare decât -1.20 volți.
Densitatea curentului necesar depinde de mediu, dar, de obicei aplicat densitatea de curent trebuie să depășească întotdeauna echivalentul densității de curent, calculată sau viteza de coroziune măsurate (în apa de la robinet este la modă să ia pentru calculul aproximativ 20 mA / m2, în sol într-o medie de 5 mA / m2).
Dacă este utilizat strat de aluminiu protector, densitatea de curent și poate fi mai mică de 20 km pentru a proteja conducta de nevoie doar de 90-240 mA.

produs Alkled este un bistrat format dintr-un strat subțire dintr-un aliaj complet legat cu o alta, din aliaj de bază mai gros. Aliaj coajă acționează ca un anod de sacrificiu pentru a proteja aliajul de bază. aliaje Grupa Al-Zn frecvent utilizate ca materiale de coajă pentru scopuri de protecție, dar în unele cazuri, este utilizat aluminiu pur. Mecanismul de protecție teaca se bazează pe o protecție de sacrificiu. Când ulcerul ajunge la materialul de bază, învelișul corodează în primul rând, în timp ce stratul de bază rămâne intact.
Sheath (placări) oferă o posibilitate reală de a prelungi durata de viață a conductelor de aluminiu, prin care un produs este livrat care cauzează corodare metalului. Este acceptat faptul că teaca de pe fiecare parte a foii este de 5% din grosimea totală a plăcii.

Cum de a minimiza coroziunii în puncte de aluminiu în apă agresive?

Aici este necesar să se ia în considerare patru posibile măsuri preventive:

1. Utilizarea aliajului Alkled

Aplicați 3003 sau acoperite cu 65s 72S. Acest lucru nu împiedică corodare, dar întârzie în mod semnificativ formarea ulcerului prin.

2. O creștere a grosimii peretelui

Pe baza experienței în exploatare rezervoarele mari de apă se poate presupune că grosimea peretelui de 6-7mm prin coroziune nu are loc pentru o perioadă lungă de timp (50-100 ani), chiar și în cazul formării de corodare.

3. Aplicarea inhibitorilor

Utilizarea de inhibitori pentru a preveni fenomenul de corodare justificată numai pentru sistemele de circulație închise

Sistemul de protecție catodică cu curent impresionata va preveni corodare sau a opri dezvoltarea acestuia și pot fi folosite în rezervoare, precum și vehiculele. Nu este posibil să se aplice o protecție catodică la suprafața interioară a țevilor cu un diametru mic.