Подвержен ли коррозии алюминий: Почему алюминиевый профиль не ржавеет?

alexxlab | 28.04.2023 | 0 | Разное

Основные виды коррозия алюминия

СОДЕРЖАНИЕ

• Стойкость металла алюминия к коррозии
• Виды коррозии алюминия и его сплавов
• Общая коррозия алюминия
• Точечная (язвенная) коррозия
• Контактная (гальваническая) коррозия
• Щелевая коррозия
• Нитевидная коррозия
• Коррозирование алюминия в различных средах
• Коррозия алюминия на воздухе
• Коррозия алюминия в почве
• Коррозия алюминия в щелочной среде
• Коррозия алюминия в воде (в том числе морской)
• Коррозия алюминия в химической среде
• Коррозия алюминия и грязь
• Защита алюминия от коррозии

На бытовом уровне считается, что коррозия алюминия невозможна. Но на самом деле это не совсем так. В определенных средах без дополнительной защиты алюминий и его сплавы могут коррозировать. В результате материал разрушается, портится изделие, что приводит к невозможности его дальнейшей эксплуатации.

Однако алюминий и его сплавы достаточно устойчивы к появлению коррозии. И даже без специального покрытия. Особенно если сравнивать его с железом. Мы расскажем об основных причинах коррозирования алюминия, а также какие меры принимаются на производстве, чтобы избежать разрушения и защитить материал.

Стойкость алюминия к коррозии

Алюминий — легкий конструкционный материал, который применяется в строительстве. Он обладает механической прочностью и достаточно высоким уровнем антикоррозийной стойкости. Коррозия алюминия протекает медленно, несмотря на то что этот материал активно вступает в реакции с кислотами, щелочами и водой.

Спасает его от быстрого разрушения химически устойчивая оксидная пленка, которая образуется на поверхности изделий под воздействием различных окислителей, в том числе и кислорода. При взаимодействии с окислителями запускается процесс пассивации — металл перестает реагировать на присутствие возможных источников коррозии, и свойства его остаются неизменными.

Как и остальные металлы и сплавы, алюминий начинает разрушаться в результате химического или электрохимического внешнего воздействия.

Агрессивные факторы внешней среды воспринимаются каждым металлом по-своему, реакция может быть активной и пассивной. Например, соприкосновение алюминия с жидким топливом нельзя рассматривать как причину коррозии, а вот натриевая щелочь легко преодолеет его антикоррозийную защиту и быстро разрушит материал.

Толщина инертного защитного слоя, состоящего из окиси алюминия, может составлять от 20 до 100Å. Поверхность алюминия может пассивироваться благодаря наличию в воздушной или водной среде кислорода. Этот окислитель способен усилить его антикоррозийные свойства.

Если эта пленка будет отсутствовать, металл станет уязвимым для воды. При взаимодействии с ней возникнет реакция, протекающая с выделением водорода.

Читайте также: «Уровень качества сварного шва: методы контроля»

Ускорить процесс коррозии алюминия помогают содержащиеся в нем примеси менее активных металлов. Они образуют с ним гальваническую пару, где алюминий, как более активный металл, оказывается в положении анода. В ходе электрохимической реакции он подлежит разрушению в первую очередь. Другой, менее активный металл, выступает в роли катода, задача которого – активизировать процесс, ведущий к уничтожению алюминия.

Исходя из этого, наивысшей степенью коррозийной стойкости обладает чистый алюминий. Он более устойчив, чем технический металл, содержащий примеси, и значительно превосходит по этому показателю алюминиевые сплавы. Многое зависит и от того, в какой среде находится изделие из этого материала и какие реакции возникают в результате соприкосновения с ней.

Виды коррозии алюминия и его сплавов

Европейские стандарты описываю около 150 алюминиевых сплавов, которые могут применяться в различных сферах хозяйственной деятельности. В соответствии с требованиями Еврокода 9, для строительства зданий выбор ограничивается 17 позициями из данного списка. Это сплавы, способные продемонстрировать высокий уровень коррозийной стойкости и вызывающие необходимость минимального техобслуживания в любых эксплуатационных условиях.

Попробуем обосновать особенности выбора материалов для строительства исходя из того, каким видам коррозии они могут быть подвержены.

Алюминиевые сплавы в строительстве чаще всего разрушаются в результате:

• общей коррозии (general, uniform corrosion),
• точечной коррозии (pitting corrosion),
• гальванической коррозии, то есть возникающей в результате контакта (galvanic corrosion),
• щелевой коррозии (crevice corrosion).

Еще одним видом является нитевидная коррозия (filiform corrosion), увидеть которую можно на изделиях с порошковым или лакокрасочным покрытием.

Коррозия под напряжением (stress corrosion), межкристаллитная коррозия (intercrystalline corrosion), подповерхностная коррозия (exfoliation corrosion) в данном случае практически не наблюдаются, так как в процессе строительства высокопрочные алюминиевые сплавы серий 2000 и 7000 не используются. Также из-за высокого содержания магния не рекомендуется применять в ходе строительных работ сплавы серии 5000.

Читайте также: «Сварка нержавейки электродом»

Охарактеризуем каждый вид коррозии более детально.

Общая коррозия алюминия

Данный вид коррозии алюминия возникает в насыщенной кислой или щелочной среде и носит название сплошной коррозии. Под воздействием щелочей и кислот естественная оксидная пленка, защищающая алюминий, быстро растворяется. На поверхности изделия появляется плотное скопление маленьких язвочек, размер которых не превышает одного микрометра. Это приводит к постепенному истончению материала по всей поверхности.

Самой высокой устойчивостью к общей коррозии обладают сплавы 6060 и 6063 (АД31). В них содержится менее 0,10 % меди, и необходимость дополнительной защиты изделий перед началом эксплуатации отсутствует.

Наиболее чувствительными в этом плане являются сплавы, содержание меди в которых превышает 0,5 %. Они легко подвергаются атмосферной коррозии, поэтому алюминий покрывают защитными составами. Обязательной эта процедура является для конструкций, расположенных на берегу моря или вдоль дорог, обрабатываемых солевыми противогололедными реагентами.

Точечная (язвенная) коррозия

Для данной формы коррозии характерно образование на поверхности металла язвочек или ямок разного размера. Форма и глубина этих ямок определяется химическим составом алюминиевого сплава и особенностями среды эксплуатации.

Появление точечной коррозии связано с присутствием электролита, в роли которого может выступать пресная и морская вода, влажный воздух и другие природные среды. Водородный показатель среды при этом должен соответствовать 8.

Читайте также: «Дуговая сварка в защитном газе: суть процесса»

Увидеть точечную коррозию можно невооруженным глазом. Поверх образовавшихся коррозийных ямок образуются белые пузырьки, наполненные желеобразной жидкостью. Она состоит из гидроксида алюминия Al(OH)3. Размер этих пузырьков может быть существенно больше, чем размер углублений, над которыми они расположены.

Контактная (гальваническая) коррозия

Появление гальванической коррозии связано с наличием следующих факторов:

• наблюдается взаимодействие двух разных металлов,
• между ними существует электролитический мостик.

Роль анода в данном случае выполняет менее «благородный» металл. Соответственно, именно он подвергается процессу разрушения. Его компаньон, в свою очередь, становится катодом, и коррозия его не затрагивает. Исходя из этого, алюминий может избежать разрушения только при соединении с менее «благородным» цинком и кадмием.

Все остальные металлы занимают в иерархической лестнице более высокое положение, а значит, соединение с ними может существенно ускорить процесс разрушения алюминиевых конструкций.

Гальваническая коррозия алюминия является результатом неправильного подхода к выбору сочетания металлов. Риск разрушения конструкций, созданных на их основе, не так велик, если им предстоит находиться в сухой защищенной атмосфере. Но в прибрежных морских районах, где наблюдается высокое содержание хлоридов в воздухе, такая коррозия развивается очень быстро. Инициировать ее могут углеродистая сталь, медь и даже нержавейка.

Неудачной комбинацией считается соединение алюминия с оцинкованной сталью. На начальных этапах цинковое покрытие обеспечит защиту алюминия от коррозии, вызванной контактом со сталью. Но после его разрушения разные металлы начнут соприкасаться, и алюминий в полной мере ощутит коррозийные последствия такого соседства.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия возникает в существующих между материалами углублениях (щелях). Она наблюдается в местах: 

• сварочных соединений,
• болтовых соединений,
• заклепочных соединений,
• скопления различных отложений (песка, шлака, грязи).

Чаще всего влага появляется из-за неправильного хранения или транспортировки алюминиевых изделий. Они могут попросту намокнуть под дождем. Но источником влаги также бывает и конденсат, который проникает между металлическими поверхностями и вызывает процесс коррозии алюминия. Поэтому, прежде чем убрать холодные изделия в теплое помещение, необходимо довести их температуру до приемлемых значений.

Нитевидная коррозия

Узкие нитевидные трещинки, ширина которых колеблется от 0,1 до 0,5 мм, образуются между слоем краски и алюминиевой поверхностью. Такая коррозия алюминия чаще всего является реакцией металла на наличия дефектов окраски. Ее причиной также могут быть царапины, сколы, появившиеся в результате механического воздействия, и т. д. Данный дефект не ведет к разрушению материала, а только меняет внешний вид изделия.

Читайте также: «Контактная сварка»

Нитевидную коррозию можно встретить на элементах окон и дверей с порошковым покрытием, изготовленных из сплавов 6060 и 6063. Минимизируют риск появления коррозионных трещин, используя сплавы с низким содержанием меди. Повысить сопротивляемость нитевидной коррозии можно путем химического стравливания поверхностного слоя металла в количестве не менее 2 г/м2 перед хроматной подготовкой.

Коррозирование алюминия в различных средах

Коррозия алюминия на воздухе

Следы коррозии на алюминиевых конструкциях появляются под воздействием определенных факторов. Во-первых, это влажность воздуха, превышающая 80 %, во-вторых, количество времени, в течение которого материал находится во влажной среде. Кроме того, на скорость протекания коррозионных процессов влияет химический состав электролита, находящегося на поверхности металла.

Хлориды и другие соли, содержащиеся в атмосфере, также способствуют появлению признаков коррозии, но алюминий менее восприимчив к их присутствию, чем другие конструкционные материалы.

Коррозия алюминия в почве

Заранее предположить, насколько сильно будет подвержен коррозии алюминий, соприкасающийся с почвой, довольно трудно. Дело в том, что почва на разных участках неоднородна — существенно различается ее химический состав, показатель pH и уровень насыщенности влагой. В ней могут содержаться разные органические и минеральные вещества, провоцирующие коррозию алюминия.

Как устранить эту проблему, придумали очень давно. Обеспечить максимальную защиту металла, находящегося в почве, помогает специальное битумное покрытие.

Коррозия алюминия в щелочной среде

Иногда возникает необходимость закрепить алюминиевую конструкцию с помощью бетонного раствора. Сцепка этих материалов настолько прочная, что разъединить их практически невозможно. 

Если бетон «схватился» и адгезия между материалами прошла успешно, о развитии коррозионных процессов можно не беспокоиться. Но если в процессе работ влага сумела проникнуть в полости между алюминием и бетоном, ее разрушительное воздействие через некоторое время станет очевидным. 

Читайте также: «Сварка медных проводов: разбираемся в технологии»

Предотвратить развитие коррозии можно, обработав алюминий битумным составом или специальной краской, способной сохранять свои свойства в щелочной среде. Использовать прием анодирования алюминия в данном случае бессмысленно, так как оксидный слой не может сохранять стабильность в сильнощелочной среде.

Коррозия алюминия в воде (в том числе морской)

Характер коррозии алюминия, находящегося в воде, зависит от того, какой химический состав она имеет. Основным фактором влияния на металл является наличие в воде хлоридов и тяжелых металлов.

Пресная вода может вызвать процесс точечной коррозии, но регулярная чистка и просушивание изделий минимизируют риски повреждений. Примером тому служит домашняя утварь — алюминиевые ложки и кастрюли использовались аккуратными хозяйками на протяжении многих лет, и при этом всегда оставались гладкими и блестящими.

Морская вода не способна быстро разрушить алюминиевые сплавы, содержащие более 2,5 % магния. К ним относятся материалы серии 5000 (AlMg) и 6000 (AlMgSi).

Коррозия алюминия в химической среде

От воздействия многих химических веществ алюминий защищает наличие естественного оксидного слоя. Но при показателе pH, который выходит за рамки диапазона значений от 4 до 9, этот слой разрушается, и коррозийные процессы начинают развиваться с высокой скоростью. Самыми агрессивными химическими веществами в этом смысле являются концентрированные щелочи и неорганические кислоты.

В реакцию с алюминием не вступают только растворы аммиака и концентрированная азотная кислота.

Коррозия алюминия и грязь

Влажная грязь, в течение длительного времени присутствующая на алюминиевой поверхности, также может стать причиной коррозии. Для того чтобы не спровоцировать ее развитие, необходимо регулярно обрабатывать загрязненные участки и следить за тем, чтобы поверхность была сухой и чистой.

Защита алюминия от коррозии

Защитить алюминий от коррозии можно несколькими способами:

• Электрохимическая защита от коррозии алюминия — покрытие поверхности изделия более активными металлами.
• Процесс алюминирования — обработка материала специальными порошковыми составами.
• Лакокрасочное покрытие — нанесение защитного слоя краски.
• Высоковольтное анодирование — особый способ создания защитной оксидной пленки.
• Химическое оксидирование — обработка материала расплавами или растворами окислителей.
• Применение ингибиторов коррозии.

Простым и доступным способом защиты алюминия от коррозии является окрашивание. Методы нанесения краски могут быть разными — сухими, влажными и порошковыми. Их выбор зависит от того, с какой средой станет соприкасаться металл и какое функциональное назначение будет у изделий, изготовленных из алюминия.

При порошковом окрашивании поверхность должна особенно тщательно очищаться от жира и пыли. Для этого изделие из алюминия погружают в кислотный или щелочной раствор, а затем наносят на него титановые, циркониевые, хроматные или фосфатные соединения, препятствующие процессу окисления.

При мокром окрашивании предварительная обработка осуществляется с помощью соединений цинка и стронция.

Читайте также: «Технология сварки сталей»

Для усиления защитных функций можно выбрать:

• молотковые краски разнообразных цветов и оттенков,
• бакелитовые краски, надежно заполняющие микротрещины и поры.

Коррозия алюминия может также быть устранена с помощью прокладок из резины, паронита или битума. Способов справиться с ней пока не так много, но предложенные варианты, несомненно, помогут вам решить многие проблемы и обеспечат долгий срок службы алюминиевых конструкций.

Коррозия алюминия и консультации по видам коррозии

Так что же такое коррозия? Коррозию по определению можно считать химической реакцией, которая происходит в металле.

Алюминиевая Коррозия

Для данной статьи речь идет о алюминии, очень химически активном металле с уникальным набором электромеханических свойств.

Это сказало, что это может также считаться пассивным металлом, объясненным противоречивыми процессами, которые происходят во время реакции.

С одной стороны, неочищенный алюминий будет взаимодействовать с кислородом и водой, образуя прочный поверхностный оксидный слой. Это даже можно рассматривать как коррозию на ранней стадии, но этот слой обладает «защитными» свойствами, предотвращающими дальнейшую ржавчину металла в окружающей среде.

Вернемся к алюминию, как к химически активному металлу. Очень реактивный. Это главный ингредиент в топливе для ракетных двигателей космических шаттлов.

Вы также можете увидеть реакцию между водой и алюминием, высвобождается большое количество энергии.

Типы коррозии

Большинство благородных металлов будут подвержены коррозии. Алюминий может корродировать несколькими способами. Такое понимание часто может иметь значение при обнаружении эффективной обработки коррозии алюминия.

– атмосферная коррозия

Безусловно самый распространенный виновник, это также самый старый из-за воздействия металлов на повышенную влажность и влажность. Иногда эту опасность называют влажной, мокрой или сухой коррозией.

Он учитывает большинство повреждений и дефектов продукта по весу.

Это особая проблема в мире экспортной упаковки, где доставка товаров по всему миру может быть опасной из-за разного климата и атмосферных условий.

Естественно, он будет сильно различаться от места к месту в зависимости от загрязнителей воздуха и близости металлов к естественным водоемам, таким как озера и океаны.

– Гальваническая коррозия

Этот тип коррозии обсуждается более подробно здесь, но он составляет наибольшее количество проблем коррозии алюминия.

Это происходит, когда алюминиевый сплав электрически соединен с более реакционноспособным благородным металлом, причем оба находятся в контакте с одинаковым электролитом.

– Равномерная коррозия

Также известный как общая коррозия или общая ржавчина. Происходит в тех случаях, когда уровни рН являются либо чрезмерными (кислотные), либо слишком низкими (щелочные).

Когда это происходит, поверхностный слой из оксида алюминия становится непригодным и не защищающим.

– Щелевая коррозия

Этот тип коррозии требует образования щели или щели какого-либо вида.

Это легче всего продемонстрировать в ситуации, когда между болтом и металлической частью, к которой он крепится болтами, образуется коррозия.

Это происходит с течением времени, когда соленая вода или влага попадают в эту щель, она в конечном итоге будет поглощаться алюминием из-за процесса осаждения.

Существует много менее известных типов коррозии, включая микробиологическую коррозию, нитевидную коррозию, коррозионную усталость, коррозионное растрескивание под напряжением, отслоение и межкристаллитную коррозию.

Типичными подходами для удаления коррозии являются либо местное применение, либо погружение в ванну.

Актуальные рекомендуется для очень легкой поверхности ржавчины и может быть сделано с помощью губки или ткани.

Чаще всего любой клиент, желающий инвестировать в антикоррозийную обработку алюминия, должен погружать металл в ванну.

Обычное ведро можно использовать здесь.

Сначала очистите металл от пыли и мусора, а затем аккуратно поместите его в ванну.

Слегка корродированные предметы могут быть очищены от ржавчины всего за несколько минут 30, в то время как для более интенсивного наращивания может потребоваться ночное вымачивание.

Алюминиевая коррозия

В качестве профилактической меры и средства для удаления коррозии мы рекомендуем использовать линейку высокоэффективных средств защиты от коррозии Corrosion X ™.

К ним относятся как Антикоррозийный спрей а также ведущие на рынке Жидкость для удаления коррозии.

Для получения дополнительной информации о продуктах для обработки алюминия от коррозии посетите веб-сайт нашего партнера.

Ржавеет ли алюминий? – Блог мастера

17 декабря 2018 г. 4 марта 2022 г.
Скотт Сидлер

Ржавеет ли алюминий? Это правильный вопрос, и многие люди думают, что у них есть ответ, но вы можете быть удивлены тем, что я должен рассказать вам об алюминии и его способности противостоять коррозии.

Алюминий считается звездой коррозионной стойкости и является одним из немногих металлов, наряду с нержавеющей сталью, который может выдерживать внешние и прибрежные воздействия в течение длительных периодов времени. Вы уже знаете, что алюминий может служить снаружи десятилетиями, но вы хотите знать, ржавеет ли алюминий, верно?

Короткий ответ: да, алюминий ржавеет. Он просто ржавеет иначе, чем сталь и железо. Под воздействием кислорода он образует оксид алюминия, точно так же, как сталь образует оксид железа, но разница заключается в химическом составе этих двух оксидов.

Оксид железа (ржавчина) представляет собой металл мягкого красного цвета, который начинает расширяться и отслаиваться при химическом преобразовании, при котором больше стали или железа, лежащего в основе, подвергается воздействию воздуха, и этот процесс продолжается до тех пор, пока металл полностью не превратится в оксид железа .

Оксид алюминия другой. На самом деле он довольно твердый и служит защитным покрытием вокруг лежащего под ним алюминия. Он не отслаивается, как оксид железа, и поэтому, как только внешний слой алюминия «ржавеет», процесс останавливается, и алюминий защищен. Прибавьте к этому тот факт, что он имеет сероватый цвет, очень похожий на алюминий, и вы даже не заметите ржавчины на своем алюминии.

Этот алюминий от ржавчины может бесконечно защищать голый алюминий, но что, если вы хотите покрасить алюминий? В этом случае вам нужно будет отшлифовать покрытие из оксида алюминия и перейти к чистому алюминию, поскольку большинство покрытий плохо прилипают к оксиду алюминия.

Не рассчитывайте, что алюминиевая поверхность продержится долго, если вы не отшлифовали и не очистили ее перед покраской. Обязательно найдите грунтовку по металлу, специально предназначенную для алюминиевых поверхностей, так как большинство основных грунтовок и красок не предназначены для этого применения.

Подпишитесь прямо сейчас и получите БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу!

Скотт Сидлер

Основатель и главный редактор

Я люблю старые дома, работать своими руками и учить других тому, как делать это своими руками! Всему можно научиться, если только дать ему шанс.

Рубрика: Живопись

Коррозия: Причины и решение

Коррозия: Причины и решение

Главная Знания и техника Общий Коррозия алюминиевых поверхностей

Знания и техника

Все статьи

Общий

• Классы пожарной безопасности
• Дизайн мебели из алюминиевой крошки с прицелом на устойчивые инновации
• АЛЮПОР
• Коррозия алюминиевых поверхностей
• Категории коррозионной активности алюминия
• Оксидный слой
• Наружное использование необработанного алюминия
• Переработка алюминия
• Направление прокатки
• Тепловое расширение
• Ультразвуковой контроль алюминия
• Необработанный алюминий в исторических постройках

Данные по алюминию

Механические свойства

Допуски

Обработка

Обработка поверхности

Профиль и дизайн

Обработка хранения

Сертификаты и документы

Документация

Медные сплавы – Технические описания

Нержавеющая сталь

Цены на металл

Новости цен на металлы 2023

Новости цен на металлы 2022

Пример алюминиевой пластины, подвергшейся коррозии

Прямое разложение алюминиевой поверхности называется коррозией или коррозионным воздействием.

Наиболее распространенными видами коррозии являются:

Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия возникает, когда металлы разрушают друг друга.

Если алюминий вступает в контакт с более благородным металлом (таким как медь, цинк и некоторые виды стали), алюминий разрушается.

Поэтому проблематично, например, сочетать алюминий и оцинкованную сталь, потому что оцинкованная сталь покрыта цинком, который более ценен, чем алюминий. Следовательно, разрушаться будет алюминий, а не оцинкованная поверхность.

Примеры типичных повреждений, связанных с гальванической коррозией:

Типичный пример алюминия, подвергшегося гальванической коррозии

Точечная коррозия

Точечная коррозия чаще всего возникает как локальное повреждение поверхности алюминия и обычно приводит к эстетическим, а не функциональным повреждениям .

Точечная коррозия может возникнуть, если алюминий находится в очень влажной среде, где часто присутствуют соли.

Например, это происходит в обычной грязи и мусоре, а также в средах, где вода не может быть отведена от металла.

Примеры типичных повреждений, связанных с гальванической коррозией:

Алюминиевая заготовка до коррозионного воздействия

Алюминиевая заготовка, подвергшаяся точечной коррозии

Алюминий в морской среде

Если алюминий будет использоваться в морской среде и, следовательно, должен быть устойчив к морской воде для предотвращения коррозии, в соответствии со стандартом EN13195: 2009 рекомендуется использовать большую часть сплавов серий 5000 и 6000 для морских проектов. Сплавы 5083, 5754, 6060 и 6082, среди прочего.

Для морских алюминиевых конструкций рекомендуется дополнительно в соответствии с EN1999-1-1 (Еврокод 9) использовать винты, болты и другие соединительные элементы из материала A4 316 – кислотостойкого и нержавеющего. Если они не используются, существует риск гальванической коррозии.

Кислоты и основания повреждают алюминий

Оптимальное значение pH для оксидного слоя находится в диапазоне от 4 до 9.